N型掺杂碳添加剂在阳极催化剂层中的应用，可改善阴离子交换膜燃料电池的孔结构及水分管理性能

《Small》：N-doped Carbon Additives in the Anode Catalyst Layer for Improved Pore Structure and Water Management of Anion Exchange Membrane Fuel Cells

质子交换膜燃料电池阳极催化剂层添加N掺杂碳可改善淹水问题并提升功率密度与耐久性，优化后MEA峰值功率密度达1.71 W cm-2，耐久性延长至1000小时。

　　

摘要

膜电极组件（MEA）作为阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）的核心部件，直接影响其性能。然而，峰值功率密度（PPD）和耐用性往往受到阳极催化剂层（ACL）中积水问题的限制，尤其是那些孔隙不足的电池，因为氢氧化反应会产生水分。在这项研究中，通过功能团自组装技术制备了具有大孔径、优异分散性和丰富缺陷的氮掺杂碳（NC），并将其作为ACL的添加剂。这不仅增加了孔隙体积，改善了水分管理，避免了积水问题，还提高了ACL的导电性。结果表明，含有经过优化的物理化学性质和含量的NC添加剂的MEA在PPD和耐用性方面都有显著提升。优化后的MEA的PPD从1.36 W cm^?2提高到了1.71 W cm^?2，在0.2 A cm^?2电流下的耐用时间从280小时延长到了1000小时，电压衰减率仅为186.6 μV h^?1。本研究为其他基于AEM的能量转换设备（如水电解器、流动氧化还原电池）提供了实证指导。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。