为了使质子交换膜燃料电池在轻型和重型车辆应用中更具成本竞争力，需要降低其催化剂层中的铂含量。然而，由于离聚物-铂界面处的局部氧传输电阻较高，降低铂含量会导致电压损失。因此，使用比Nafion具有更高透氧性的离聚物至关重要。近日，Giner公司的Xu Hui报道了高耐久性氟化高透氧离聚物。
本文要点：
1) 作者通过全氟-2,2-二甲基-1,3-二恶唑（PDD）与全氟（4-甲基-3,6-二氧代环己烷-7-烯）磺酰基氟化物（PFSVE）共聚，合成了新型高透氧离聚物（HOPI），其透氧性比Nafion高五倍。
2) PDD由于其开环结构而具有较高的渗透率，而PFSVE提供了离子导电性。PDD含量和等效重量的优化可以提高燃料电池的性能，主要是在高电流密度下，其中HOPI可以实现 >1.25 W cm−2的功率密度且仅损失4.5 mV，其超过美国能源部的耐久性目标（0.8 A cm−2）30 mV的六倍多。作者还从基础水平上阐明了HOPI与PtCo/C催化剂的SO3−基团之间的相互作用。
Macauley, N., Lousenberg, R. D., Spinetta, M., Zhong, S., Yang, F., Judge, W., Nikitin, V., Perego, A., Qi, Y., Pedram, S., Jankovic, J., Zenyuk, I. V., Xu, H., Highly Durable Fluorinated High Oxygen Permeability Ionomers for Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Adv. Energy Mater. 2022, 2201063.
DOI: 10.1002/aenm.202201063
https://doi.org/10.1002/aenm.202201063
