了解碱性膜燃料电池（AMFCs）在各种运行条件下的水动力学，对于制备具有高性能和稳定，长期运行的电极至关重要。

近日，南卡罗来纳大学William E. Mustain报道了利用Operando中子成像和Operando X射线计算机断层成像（CT）来研究AMFCs在不同操作条件下的水动力学和催化层结构变化。

文章要点

1）研究发现，在阳极处形成了积累的液态水，因而导致严重的离聚体膨胀和性能损失，以及由于阴极中的低水含量而导致的电池干涸。在保持反应气体中的高相对湿度的同时，帮助电池平衡产生的水的速率和水排斥的速率的一种方法是重新设计电极。

2）研究人员首次在AMFC中用疏水聚四氟乙烯渗透阳极和阴极催化层的电极设计，并对GDL中的疏水剂用量进行了研究。实验结果显示，AMFC具有操作稳定性，在600 mA cm^-2下连续运行1000 h以上，降解率非常低远远领先于当前最先进的AMFC稳定性。

Peng, X., Kulkarni, D., Huang, Y. et al. Using operando techniques to understand and design high performance and stable alkaline membrane fuel cells. Nat Commun 11, 3561 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-17370-7

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17370-7