Membranelektrodmontage är kärndelen av protonutbytesmembranbränsleceller (PEMFC). Dock, den höga förbrukningen av platina och den dåliga hållbarheten hos kolbaserade platinananopartiklar (Pt/C) i den konventionella katoden förbjuder storskalig kommersialisering av bränslecellsfordon.

Nyligen, en grupp ledd av Prof. Shao Zhigang och Hou Ming från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), i samarbete med prof. Wu Gang från State University of New York i Buffalo, designade en mycket hållbar biomimetisk nanotrough-elektrod för PEMFC. Elektroden är ett nanotrough-liknande katalysatorskikt (NTCL) med låg Pt-belastning och förbättrad hållbarhet.

Denna studie publicerades i Tillämpad katalys B:Miljömässig den 1 juli.

Forskarna antog en enkel mallstödd metod för att konstruera nanotrough-katalysatorskiktet genom elektrospinning och magnetronförstoftning.

De observerade vattnet in situ som bildades på Pt nanotrough-elektroden och konventionell Pt/C-elektrod genom miljöskanningselektronmikroskopi (ESEM), som verifierade en liknande vattenavstötande mekanism för Pt-nanotrough-elektroden med grynväxter.

Pt-nanotrough-katalysatorskiktet realiserade effektiv vattenhantering på grund av den biomimetiska arkitekturen och den anisotropa ytan.

"Vi uppnådde en toppeffekttäthet på 22,26 W mgPt ^-1 med en platinabelastning på 42 μg cm ^-2 i katoden, som var 1,27 gånger högre än den konventionella Pt/C-elektroden, " sa prof. HOU.

Vidare, de uppnådde ultrahög hållbarhet i de accelererade stresstesterna. "Detta kan tillskrivas en självläkande mekanism som involverar Pt-upplösning och återavsättning, " sa Prof. SHAO.