在氫燃料電池中，電解質膜傳導質子，但阻擋電子、氫分子和氧分子。燃料電池經常運行不穩定，導致產水量波動，導致膜膨脹和收縮。循環變形會導致疲勞裂紋擴展。
近日，仁川大學Sang Moon Kim，哈佛大學鎖志剛教授描述了一種開發抗疲勞聚合物電解質膜的方法。
文章要點
1）該膜是通過形成塑料電解質和橡膠的互穿網絡來制備的。前者傳導質子，后者增強抗疲勞能力。
2）橡膠的引入適度降低了電化學性能，但顯著提高了疲勞閾值和壽命。
3）與原始塑料電解質 Nafion 相比，Nafion 和全氟聚醚 (PFPE) 的互穿網絡將最大功率密度降低了 20%，但疲勞閾值提高了 175%。在濕/干加速應力測試下，采用Nafion-PFPE膜的燃料電池的壽命是采用Nafion膜的燃料電池的1.7倍。
參考文獻
Minju Kim, et al, Fatigue-Resistant Polymer Electrolyte Membranes for Fuel Cells, Adv. Mater. 2023, 2308288
DOI: 10.1002/adma.202308288
https://doi.org/10.1002/adma.202308288
