近日，福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院在高温质子交换膜燃料电池方面取得重要阶段性进展，相关成果以“Performance failure mechanisms and mitigation strategies of high-temperature proton exchange membrane fuel cells”为题发表于材料类国际顶级期刊《Progress in Materials Science》（影响因子33.6，中科院一区）。

图1. 高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）文章的主要结构

用于氢转换的高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）由于具有零排放、高能量/功率密度、高能量效率，以及可作为电动汽车和大型发电厂的动力源等特点，受到广泛关注。然而，由于HT-PEMFC存在热能消耗大、启动时间长、长期耐久性差、成本较高等缺点，该技术的实际应用发展受到严重阻碍。其中，耐久性不足被认为是阻碍其广泛应用的关键。因此，为了克服上述挑战，加快HT-PEMFC的研发进程，全面深入地分析和总结该器件的性能失效机制和缓解策略具有重要意义。

图2. 高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）的关键组成部件

基于此，该成果对HT-PEMFC的失效机制和缓解策略进行了全面综述（图1），对HT-PEMFC的关键组成部件进行了详细介绍（图2）。具体论述内容包括HT-PEMFC的反应原理、主要组成和发展历史等相关基础，质子交换膜（PEM）、催化层（CL）、扩散层（GDL）、双极板（BP）和热/水管理系统等关键部件的失效机制分析和针对性缓解策略，以及从基础理解到大规模应用等诸多方面提出的该领域当前面临的关键挑战和发展前景（图3）。

图3. 高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）方面的关键挑战与发展前景

22级博士生王淑凡为该论文的第一作者。福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院为第一单位。论文得到福州大学郑云教授、颜蔚研究员、张久俊院士的共同指导，获得首批国家自然科学基金外国资深学者研究基金团队试点项目（22250710676）、福建省中青年教师教育科研项目（JZ230002）、福建省闽江学者奖励计划项目、福州大学材料科学与工程学院一流学科培优项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101389