成果简介

在质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 中，确保全氟磺酸 (PFSA) 膜充分水合被认为是性能和耐用性的指标。本文，崇实大学Taehyun Park、Youngjin Jeong等研究人员在《Carbon》期刊发表名为“Cathodic nanoporous CNT functional interlayer as a performance and durability boosting agent for proton exchange membrane fuel cells to operable at 120 °C”的论文，研究提出了一种简单而有效的策略，将纳米多孔碳纳米管 (CNT) 片夹在传统膜电极组件 (MEA) 的阴极气体扩散背衬层 (GDBL) 和双极板 (BP) 之间。通过直接纺丝法合成CNT片材。改变碳源、缠绕速率和层数以定制 CNT 片材（5、15 和 30 μm）的厚度和纳米多孔形态。

评估了CNT中间层MEA在各种温度和相对湿度 (RH)、80–120 °C 和 25–100% RH 范围内的性能。有了这些纳米多孔 CNT 片材，反应物均匀分散，增强膜水合和界面接触，从而在整个条件下实现优于常规的性能。在 CNT 中间层中，30 μm 的峰值功率密度提高了 115.4%（0.28 W cm-2 ) 和 89.2% 的延长耐久性 (~187 h) 在 120 °C 和 25% RH 下比传统的。本研究基于 PEMFC 和其他燃料电池类型的易于生产和可重复性，提供了更广泛的视角。

图文导读

图1。PEMFCs上CNT功能夹层的合成策略。

图2。碳纳米管片材的 FE-SEM 和拉曼光谱分析

图3。CNT功能中间层的电化学性能和示意图

图4。CNT功能夹层的EIS分析

图5。CNT功能层间PEMFC的耐久性测试。

图6。与以往研究的性能比较。

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文献：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.07.074