研究开发出高温聚合物电解质膜燃料电池

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员王素力和孙公权研究员团队，在基于合成气的高温聚合物电解质膜燃料电池（HT-PEMFC）应用基础研究方面取得新进展，团队通过梯级电化学微环境设计，实现了宽范围一氧化碳比例的合成气在温和条件下的直接电化学转化，该工作为开发多源燃料驱动的燃料电池系统提供新思路。相关成果发表在《应用催化B：环境与能源》上。

以合成气为代表的多源泛氢燃料占据了全球绝大部分氢气产能，但由于一氧化碳等杂质组分的毒化效应，无法通过传统聚合物电解质膜燃料电池直接利用，阻碍了氢能与燃料电池技术的商业化发展。

本工作中，研究团队通过引入低温条件下具有高效一氧化碳氧化活性的单原子铑氮碳催化剂，结合燃料电池铂纳米粒子催化剂，并基于磷酸电解质对两类催化剂及其活性反应过程的不同影响机制，精准调控了一氧化碳与氢电化学氧化反应的亲疏酸反应微环境，强化了一氧化碳和氢在多孔电极内的传输、吸附与反应过程。实验结果表明，该设计提升了HT-PEMFC对一氧化碳的耐受性，实现了合成气在HT-PEMFC中的直接利用。

这一成果为简化燃料电池系统、提升可靠性、降低成本提供了新途径，有望推动HT-PEMFC技术的商业化应用。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125282