盖世汽车讯 质子交换膜燃料电池（PEMFC）有望替代重型车辆中的化石燃料发动机。减少催化剂中的铂含量对于扩大此类应用规模至关重要。然而人们对低铂（Pt）含量催化剂的降解模式仍然知之甚少。据外媒报道，格勒诺布尔阿尔卑斯大学工程与管理学院（Institute of Engineering and Management Univ. Grenoble Alpes）的一组科学家进行了实验，以揭示与不同催化剂含量相关的降解机制，提供有价值的见解。相关研究已发表于期刊《Industrial Chemistry & Materials》。

图片来源：格勒诺布尔阿尔卑斯大学

在重型车辆领域，质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一项可以替代化石燃料的技术。然而这项技术的发展存在一个障碍，即使用Pt作为催化剂。Pt是一种稀有且昂贵的金属，阻碍了该技术的商业化，因此有必要减少PEMFC电极中铂的使用量。

阴极催化剂层的四种不同Pt负载量（0.05至0.3 mgPt cm-2）用于研究PEMFC电极膜组件的耐久性。这项研究基于针对膜和电极的多重压力源加速压力测试。

该研究分为两个部分：首先，在加速应力测试过程中使用分段电池分析膜电极组件的耐久性，然后对老化材料进行物理化学表征，使用工具分别是透射电子显微镜（TEM）、掠入射X射线衍射（GIXRD）、横截面扫描电子显微镜（SEM）和拉曼光谱（Raman spectroscopy）。

就初始性能而言，低Pt负载量（≤ 0.1 mgPt cm-2）阴极表现出比“普通负载MEA（≥ 0.2 mgPt cm-2）”更低的氧还原活性，但在低电流密度（激活）区域受到其低Pt含量的阻碍，以及高电流密度（质量传输）区域中存在不利的氧和质子传输阻力。

然而，事实证明，Pt/C降解的机制并不取决于所选AST的阴极Pt负载量，尽管最低阴极Pt负载量的初始降解速度更快。这项工作的下一步是减轻阻碍低负载PEMFC阴极的大质量传输限制，以及提高其耐用性。