掺入燃料电池电极催化剂层中的离聚体的主要功能是为催化剂活性部位和电解质之间的离子传输提供途径。这受许多变量的影响，包括离子交换容量（IEC）、吸水率和分子量。在阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）中，控制离聚体吸水率尤为重要，在每个电极上调整这一特性是实现电池性能最大化的重要因素。

近日，美国南卡罗莱纳大学William E. Mustain报道了制备了三种具有不同IEC，分子量，分散性和吸水率的聚（降冰片烯）四嵌段共聚物离聚体，并对它们的物理和电化学性质进行了充分表征。然后将离聚体整合到具有对称电极结构（两个催化剂层中的相同离聚体）和不对称电极（阳极和阴极催化剂层中的不同离聚体）的AEMFC中。此外，在找到阳极和阴极离聚物的吸水性能的适当平衡后，进行了额外的电极工程以增加其疏水性。

文章要点

1）结果显示，使用这些离聚体的系统化电极工程使AEMFC的峰值功率密度提高100%（.6W cm^-2→3.2W cm^-2），0.2 V下的电流密度提高59%（5.9 A cm^-2→9.4 A cm^-2）。此外，在美国能源部规定的电流密度为600 mA cm^-2的运行AEMFC中进行了2000 h的测试，结果显示在2000 h内，最高性能的电极配置的电压衰减率达到创纪录的15.36 µV h^-1（仅3.65%）。

总的来说，这项工作突出了离聚体的离子电导率，疏水性和形态（分子量）之间的平衡，这对于AEMFC的高性能和长期稳定性至关重要。

Noor Ul Hassan, et al, Achieving High-Performance and 2000 h Stability in Anion Exchange Membrane Fuel Cells by Manipulating Ionomer Properties and Electrode Optimization, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001986

https://doi.org/10.1002/aenm.202001986