超低铂催化剂层

3 A cm⁻² 电压增 70.2%

通过约束生成微结构实现超低铂载量下电化学活性面积提升11.6%、离聚物厚度降低32.9%，从而大幅提高高电流密度下的输出电压。

Qiang, Zheng · 母玉同 · 张国滨 · Shi, Xingyi · 张东晓

Advanced Energy Materials 2026

参数信息

电化学活性面积提升

11.6 %

平均离聚物厚度降低

32.9 %

电压提升

70.2 %

生成加速倍数

500 x

技术优势

生成快近500倍

生成式人工智能框架可在0.36秒内构建出128 nm³的代表性催化剂层微结构，而传统数值方法需要168秒，大大加速了结构设计与筛选。

ECSA提升11.6%

优化后的微结构在超低铂载量下将电化学活性面积提升11.6%，意味着催化活性位点利用率更高。

离聚物薄32.9%

Pt/C颗粒周围的平均离聚物厚度降低32.9%，有利于降低传质阻力，从而提升高电流密度下的性能。

高电流增益70.2%

在3 A cm⁻²的高电流密度下，优化结构使电压提升最高达70.2%，直接改善燃料电池实际运行性能。

应用场景

• 燃料电池膜电极：可直接用于组装高性能膜电极，降低铂用量并提升高电流密度输出。
• 低铂催化剂：提供超低铂载量下仍保持高活性的催化剂层设计与微结构优化方案。
• 氢能动力系统：通过提升燃料电池性能，助力氢能系统在功率密度和成本上的突破。
• 高效电化学器件：优化的微结构可推广至其他电化学器件，改善传质和活性面积利用率。