近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員王素力和孫公權研究員團隊，在基于合成氣的高溫聚合物電解質膜燃料電池（HT-PEMFC）應用基礎研究方面取得新進展，團隊通過梯級電化學微環境設計，實現了寬范圍一氧化碳比例的合成氣在溫和條件下的直接電化學轉化，該工作為開發多源燃料驅動的燃料電池系統提供新思路。相關成果發表在《應用催化B：環境與能源》上。
以合成氣為代表的多源泛氫燃料占據了全球絕大部分氫氣產能，但由于一氧化碳等雜質組分的毒化效應，無法通過傳統聚合物電解質膜燃料電池直接利用，阻礙了氫能與燃料電池技術的商業化發展。
本工作中，研究團隊通過引入低溫條件下具有高效一氧化碳氧化活性的單原子銠氮碳催化劑，結合燃料電池鉑納米粒子催化劑，并基于磷酸電解質對兩類催化劑及其活性反應過程的不同影響機制，精準調控了一氧化碳與氫電化學氧化反應的親疏酸反應微環境，強化了一氧化碳和氫在多孔電極內的傳輸、吸附與反應過程。實驗結果表明，該設計提升了HT-PEMFC對一氧化碳的耐受性，實現了合成氣在HT-PEMFC中的直接利用。
這一成果為簡化燃料電池系統、提升可靠性、降低成本提供了新途徑，有望推動HT-PEMFC技術的商業化應用。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125282
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