
随着我国“双碳”目标积极推进,以氢燃料电池为代表的可再生清洁能源技术快速发展。膜电极作为燃料电池的关键组件,性能表现和稳定性非常重要。催化剂是影响膜电极性能表现的关键材料之一,开发低成本、高效且稳定的氧还原反应(ORR)催化剂对质子交换膜燃料电池(PEMFCs)的商业化至关重要,学术界在“降低铂载量、开发非贵金属催化”做了深入研究。
近日,中国科学院长春应用化学研究所邢巍教授课题组在国际期刊《ACS Energy Letters》发表题为《Multi-scale structure regulation induced by fluorine coordination enables high-performance and durable PEMFC》(已收稿)重磅论文,论文研究了一种简单的氟掺杂策略,以同时解决与Fe-N-C催化剂相关的稳定性和活性问题,方法是调节原子配位环境和宏观疏水性质。
从微观调节的角度来看,掺入到Fe-Nx第一壳层配位中的电子受体氟原子能够减少Fe位点的电子密度,从而降低在氧还原反应(ORR)过程中OH*的吸附能。这有助于活性位点的释放并增强ORR动力学。由于Fe和F之间强耦合效应,Fe位点的金属溶解能从1.22 eV增加到3.17 eV,这有效提高催化剂的稳定性。此外,F的独特疏水性通过在操作过程中有效排出多余水分,显著增强了MEA内的水管理,从而防止因淹没导致的表观活性下降。

论文题目:氟协调诱导的多尺度结构调控实现了高性能和稳定的质子交换膜燃料电池
论文期刊:《ACS Energy Letters 》
影响因子:19.5,中科院一区
第一作者:柏景森
论文单位:中国科学院长春应用化学研究所,邢巍课题组

该论文使用了理化公司销售的DSR数字型旋转圆盘圆环装置和980pro桌面型燃料电池测试系统进行实验测试,获得良好的数据效果。
DSR数字型旋转圆盘圆环电极装置具有“数字型、一体化、更静音”的特点,适配所有主流电化学工作站,可用于氢燃料电池催化剂研究及评价、ORR/OER/HER/CO2RR、锂空气电池电化学动力学研究、缓蚀剂评价及研究,金属腐蚀电位研究等,产品用料精良,图谱表现优异,144h长程测试稳定,获国内50+高校采购优选,助力老师同学发表多篇中科院一区论文。
980pro桌面型燃料电池测试系统具有“双屏交互、0-100%气体配比,自动背压、240A大电流”等特点,小体积,大功能。适用于燃料电池电堆极化曲线测试、耐久性测试、活化测试、多种负载控制模式测试、工况测试等多样化实验需求,可展开5×5cm²膜电极测试,满足高性能燃料电池技术测试开发需求。已在国内多所高校部署应用,助力论文发表。

DSR+980pro 双剑合璧,精良好用的产品性能助力用户在一区期刊发表论文,展示了理化公司“覆盖从催化剂→膜电极的测试”产品技术优势,通过打造”0+1+3“体系化的仪器产品线支持用户电化学实验研究,助力科研创新。
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