质子交换膜燃料电池研究进展

作     者：高帷韬 雷一杰 张勋 胡晓波 宋平平 赵卿 王诚 毛宗强 GAO Weitao;LEI Yijie;ZHANG Xun;HU Xiaobo;SONG Pingping;ZHAO Qing;WANG Cheng;MAO Zongqiang

作者机构：清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2022年第41卷第3期

页      面：1539-1555页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFE0202000) 国家自然科学基金(21773136,U1664259) 

主　　题：燃料电池 催化剂 膜 膜电极组件 燃料电池堆 燃料电池发动机 

摘      要：质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)因具有效率高、功率密度大、排放产物仅为水、低温启动性好等多方面优点,被公认为下一代车用动力的发展方向之一。然而,目前PEMFC在耐久性和成本方面距离商业化的要求还存在一定差距。为攻克上述两大难题,需要燃料电池全产业链的共同努力和进步。本文回顾了近年来质子交换膜燃料电池从催化剂、膜电极组件、电堆到燃料电池发动机全产业链的研究进展和成果,梳理出单原子催化剂、非贵金属催化剂、特殊形貌催化剂、有序化催化层、高温质子交换膜、膜电极层间界面优化、一体化双极板-扩散层、氢气系统循环等研究热点。文章指出,催化层低铂/非铂化、质子交换膜超薄化、膜电极组件梯度化/有序化、燃料电池运行高温化、自增湿化是未来的发展趋势,迫切需要进一步的创新与突破。