記者12月7日從天津大學獲悉，該校教授焦魁團隊在氫燃料電池電極技術上取得重要突破。團隊利用靜電紡絲技術將催化劑顆粒聚合成類似蠶絲的納米纖維，層層“織”出新型電極。這種新型電極結構具有高比表面積、高孔隙率和大孔徑特點。相關論文日前發表于國際期刊《科學通報》。

氫能因高能量密度被認為是一種極具前景的清潔能源。在氫能技術中，質子交換膜燃料電池以其高功率密度、零排放和快速響應等優勢脫穎而出。但在氫燃料電池中，傳統的電極通常由催化劑顆粒隨機堆疊而成，使用這種方法制備的電池電極質量傳輸阻力較大、催化劑利用率較低。

“理想的燃料電池電極結構應具備良好的三相反應界面，能夠促進電池內部的氣體傳輸與液態水管理。”焦魁介紹，“新型電極具有梯度孔隙率、更大的孔和更低的迂曲度，可明顯改善低鉑燃料電池的電化學性能和耐久性。”

與此同時，偏高的成本也是氫燃料電池大規模商業化的主要障礙。論文共同第一作者、天津大學副教授樊林浩進一步介紹，目前，制備氫燃料電池會用到貴金屬鉑，減少鉑用量的同時提高其性能和耐久性，是降低氫燃料電池成本的重要方法。經驗證，新型電極結構顯著提升了鉑利用率和物質傳輸效率，并能有效抑制鉑的溶解、沉積和離子擴散，使鉑載量由現在商用產品的0.2—0.3克/千瓦降到0.1克/千瓦，且表現出更為優異的耐久性。

此外，該新型納米纖維電極不僅能夠應用于燃料電池，在其他電化學裝置領域也具備一定適用性。