噻吩硫修饰碳载体

离聚物分布更均匀

通过碳载体表面引入噻吩硫，增强离聚物均匀分布，显著降低催化层局部氧传输阻力，提升燃料电池功率密度与铂利用率。

Siao, Zhang · 李嘉 · Qinghao, Zhang · Yongquan, Wu · Yang, Tianrang · 刘建国

Nature Communications 2025

具体参数

局部氧传输阻力

{'zh': '0.047', 'en': '0.047'} s cm⁻¹

额定功率密度

{'zh': '1.06', 'en': '1.06'} W cm⁻²

铂利用率

{'zh': '8.47', 'en': '8.47'} W mgPGM⁻¹

铂载量

{'zh': '0.125', 'en': '0.125'} mgPt cm⁻²

技术优势

离聚物分布可控

噻吩硫与离聚物侧链磺酸基相互作用，使离聚物在催化层内均匀包覆，有利于形成理想三相界面。

低铂高功率

在 0.125 mgPt cm⁻² 的低载量下仍达到 1.06 W cm⁻² 的额定功率密度，突破 DOE 指标，可显著降低燃料电池成本。

应用场景

• 燃料电池膜电极：直接将修饰碳载体用于MEA制备，解决低铂载量下的传质瓶颈。
• 氢能动力：提升铂利用率，降低氢燃料电池系统成本，加速商业化。
• 电催化：优化三相界面微环境，提升低铂催化剂层的氧还原传质效率。
• 催化剂载体：提供表面硫修饰策略，获得均匀离聚物覆盖的碳载体。