科技日报记者 陈曦 通讯员 刘晓艳
12月4日，记者从天津大学获悉，该校教授焦魁团队在氢燃料电池电极技术上取得重要突破。团队利用静电纺丝技术使催化剂颗粒像蚕吐丝一样串成线，再层层纺成新型电极。这种新型电极结构具有高比表面积、高孔隙率和大孔径的特点。日前，这一成果的相关论文发表在《科学通报》上。
氢能因其高能量密度而被认为是一种极具前景的清洁能源。在氢能技术中，质子交换膜燃料电池以其高功率密度、零排放和快速响应等优势脱颖而出。但在氢燃料电池中，传统的电极通常是由催化剂颗粒随机堆叠而成。这种方法质量传输阻力较大，催化剂利用率较低。
“理想的燃料电池电极结构应具备良好的三相反应界面，能够促进电池内部的气体传输与液态水管理。”焦魁介绍，“新型电极具有梯度孔隙率、更大的孔和更低的迂曲度，可明显改善低铂燃料电池的电化学性能和耐久性。”
与此同时，偏高的成本也是燃料电池大规模商业化的主要障碍。论文的共同第一作者、天津大学副教授樊林浩进一步介绍，氢燃料电池工作中目前使用到贵金属铂，减少铂用量的同时提高其性能和耐久性，是降低燃料电池成本至关重要的因素。经验证，新型电极结构显著提升了铂利用率和物质传输效率，并能有效抑制铂的溶解、沉积和离子扩散，使铂载量由现在商用产品的0.2—0.3克/千瓦降到0.1克/千瓦，且表现出更为优异的耐久性。
此外，该新型纳米纤维电极不仅能够应用于燃料电池，在其他电化学装置领域，也具备一定的适用性。
（天津大学供图）
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