质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 是一种动力电池，可将氢和氧电化学反应过程中产生的化学能转化为电能。虽然这种电池有着很好的应用前景，但它们大多数只能在有限的温度范围内运行，例如 80至90 摄氏度或 140至180摄氏度。

近日，由中国科学院领导的研究团队设计出了一种新型质子交换膜燃料电池（PEMFC），突破了此前的 PEMFC 工作温度范围，可在 -20 至 200°C 的温度范围内稳定工作。该项研究成果将促进 PEMFC 的广泛使用，同时降低其制造成本。

研究人员利用所谓的“毛细管虹吸效应”，制造出了掺杂磷酸(PA)的超微孔膜，使得燃料电池可以在非常宽的温度范围内运行。研究人员认为，新的膜和电池设计也将改善整个燃料电池系统，使其无需辅助加热系统即可运行，从而降低制造成本。

在接下来的研究中，他们计划将毛细管虹吸效应也应用于催化剂层，以提高其有效性并减少催化剂负载。此外，他们还将专注于微调膜孔的大小，以进一步提高燃料电池的稳定性和导电性。

该研究论文题为“Fuel cells with an operational range of –20 °C to 200 °C enabled by phosphoric acid-doped intrinsically ultramicroporous membranes”，已发表在Nature Energy上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.nature.com/articles/s41560-021-00956-w

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