清华大学学报(自然科学版)

作者：李雪, 张虹, 林程, 王树博, 谢晓峰

单位：1. 北京理工大学 机械与车辆学院, 北京 100081;<br>2. 清华大学 核能与新能源技术研究院, 北京 100084

关键词：质子交换膜燃料电池(PEMFC),直接膜沉积,纳米纤维,增强层

基金：国家重点研发计划（2017YFB0103001）；国家自然科学基金项目（51975049）

质子交换膜燃料电池膜电极的性能直接决定燃料电池的输出性能，超薄质子交换膜的使用可以有效提升燃料电池峰值功率。该文将静电纺丝与直接膜沉积技术相结合，制备聚芳醚砜材料并纺丝成为纳米纤维覆于气体扩散电极上，作为薄膜增强层，再以商业全氟磺酸树脂分散液直接沉积成膜制得阴极和阳极。复合薄层膜厚度约为13 μm，氢空电池的峰值功率密度为1.18 W/cm2，与厚度相近的商业Nafion&#174; NC700膜的峰值功率密度0.96 W/cm2相比，提高了23%。通过对膜电极进行综合优化，在氢氧条件下电池峰值功率密度可达3.55 W/cm2，且阴极湿度降低对电池影响不大。利用聚芳醚砜纳米纤维作为增强层制备超薄膜电极具有优异性能，在低湿度条件下亦有高性能输出，具有广泛应用前景。

来源：2021年第10期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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