氮构型碳载体

静电调控三相边界

通过氮构型调控碳载体表面电荷，实现离聚物均匀分散，降低氧传输阻力并提高质子可及性。

Siao, Zhang · Qiong, Xiang · 79495351 · Chuanjie, Wang · Li, Xiaoke · Kai, Bi · Keyu, Jiang · 79495353 · Siqian, Xiao · 李嘉 · 李莉 · Yang, Tianrang · 刘建国

Applied Catalysis B: Environmental 2027

具体参数

Zeta电位

{'zh': '+11.80', 'en': '+11.80'} mV

磺酸根覆盖率

{'zh': '8.89', 'en': '8.89'} %

氧传输阻力降低

{'zh': '36.8', 'en': '36.8'} %

质子可及性提升

{'zh': '17', 'en': '17'} %

峰值功率密度

{'zh': '1.60', 'en': '1.60'} W cm−2

峰值功率密度

{'zh': '2.50', 'en': '2.50'} W cm−2

技术优势

离子聚合物分散均匀

带正电的碳载体与离聚物磺酸基团静电吸引，避免离聚物团聚，使磺酸根覆盖率低至8.89%。

氧传输阻力更低

均匀的离聚物覆盖减少氧扩散阻碍，使氧传输阻力较带电负性载体降低36.8%。

质子可及性更高

离聚物均匀分布使更多催化位点接触质子，质子可及性提高17%。

低铂下功率高

在0.125 mgPt cm−2的超低铂载量下，MEA峰值功率密度达到1.60 W cm−2（H2–空气），实现铂的高效利用。

应用场景

• 质子交换膜燃料电池：优化三相边界，提升膜电极输出功率。
• 氢能燃料电池催化剂：通过载体氮构型调控离子聚合物排布，提高铂利用率。
• 电催化剂载体：利用表面电荷控制离聚物分散，降低氧传输阻力。
• 低铂燃料电池膜电极：在超低铂载量下实现高功率密度和耐久性。