國際氫能與燃料電池展獲悉，天津大學(xué)教授焦魁團隊與合作者成功研發(fā)超高功率密度的質(zhì)子交換膜燃料電池，其性能比主流同類(lèi)產(chǎn)品提升近兩倍。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《焦耳》。

為應對全球氣候變化，實(shí)現“雙碳”目標，全球能源系統正經(jīng)歷深刻轉型。氫能作為一種潛力巨大的低碳能源載體，在此進(jìn)程中發(fā)揮著(zhù)重要作用。氫燃料電池被視為最有前景的氫能應用技術(shù)之一。然而，如何提高其體積功率密度成為目前技術(shù)上的重大挑戰。

焦魁團隊對質(zhì)子交換膜燃料電池結構進(jìn)行重構并集成新組件，改善了氣-水-電-熱傳遞路徑，成功實(shí)現了超薄、超高功率密度的燃料電池。

團隊通過(guò)引入靜電紡絲技術(shù)制成的超薄碳納米纖維薄膜及泡沫鎳，去除傳統氣體擴散層和溝脊流道，有效降低了膜電極組件厚度約90%，降低了80%以上的反應物擴散導致的傳質(zhì)損失，最終將燃料電池體積功率密度提升近兩倍。

經(jīng)研究團隊估算，采用這種新型燃料電池結構的電堆峰值體積功率密度有望達到每升9.8千瓦，比目前市面上主流同類(lèi)產(chǎn)品性能提升超過(guò)80%。該成果為質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了指導。

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