一種有前途、更耐用的燃料電池設(shè)計(jì)可以幫助改變重型卡車和其他清潔燃料電池應(yīng)用。這種創(chuàng)新電極由比其他設(shè)計(jì)更不易腐蝕的納米線（ nanowires ）組成，是聚合物電解質(zhì)膜燃料電池的核心，可能會(huì)開創(chuàng)燃料電池的新時(shí)代，燃料電池使用氫氣作為車輛的零排放動(dòng)力。
電極中垂直排列的同軸納米線（ nanowires ），質(zhì)子在納米線內(nèi)的離聚物核心中傳輸。在鉑納米膜殼中傳輸?shù)碾娮优c氧結(jié)合，完成燃料電池的陰極反應(yīng)。
圖片來源：洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室
美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家雅各布·斯彭德洛（Jacob Spendelow）在雜志上描述了其研究結(jié)果，他說：“從現(xiàn)實(shí)角度來看，這意味著我們可以擁有更耐用的燃料電池，在更長(zhǎng)的使用壽命內(nèi)提供高燃料經(jīng)濟(jì)性。”先進(jìn)材料。“這項(xiàng)工作表明，我們可以擺脫傳統(tǒng)的碳基催化劑載體，消除與碳腐蝕相關(guān)的降解問題，同時(shí)仍然實(shí)現(xiàn)高燃料電池性能。”
耐用性的提高使得該燃料電池成為重型卡車運(yùn)輸應(yīng)用的有前景的候選者，這些應(yīng)用需要燃料電池的使用壽命超過 25,000 小時(shí)。
同軸納米線電極（CANE）由垂直排列的納米線陣列組成，其中每根納米線均包含圍繞離子導(dǎo)電聚合物核心的催化活性鉑薄膜。通過避免使用碳基催化劑載體，CANE 消除了與碳腐蝕相關(guān)的常見降解機(jī)制。
該團(tuán)隊(duì)對(duì)新型燃料電池進(jìn)行了加速壓力測(cè)試，以評(píng)估其耐用性。在針對(duì)支撐材料進(jìn)行 5,000 次壓力測(cè)試循環(huán)后，CANE 的性能僅損失了 2% ，而傳統(tǒng)碳基電極的性能損失了 87%。
同軸納米線方法是洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室提出的幾種新穎燃料電池設(shè)計(jì)之一；《自然能源》雜志最近描述了一種凹槽電極設(shè)計(jì)。
更多信息：Gaoqiang Yang et al, Coaxial Nanowire Electrodes Enable Exceptional Fuel Cell Durability, Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202301264
期刊信息：Advanced Materials 、 Nature Energy
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