祝贺我课题组葛啸研究工作在《燃料》发表

祝贺我课题组葛啸研究工作在《燃料》发表

近日，Fuel（影响因子：6.7，中科院2区）发表我课题组在质子交换膜电解水衰减机制探究领域最新成果。论文题目为《Early-stage performance degradation mechanisms of proton-exchange membrane water electrolysis under high operating current densities》。

 提高质子交换膜电解水（PEMWE）系统的工作电流密度是降低设备和运行成本的有效方法。然而，在PEMWE电解槽早期运行阶段，高电流密度下的快速电压损失往往被忽视，被错误地认为仅仅是一个“调节阶段”，这大大降低了其实际影响。深入了解这些早期衰减机制对于提高PEMWE系统的耐久性和性能至关重要。该研究全面分析了PEMWE在前168小时运行期间的衰减机制，特别是在高电流密度下。耐久性测试结果显示，当工作电流密度为3 A/cm²时，衰减率为1.14 mV/h。通过性能恢复实验，阐明了可逆和不可逆衰减类型的存在。不可逆电压损失占总电压损失的68.23%，主要是由于阳极催化剂层孔隙结构的变化引起的。可逆电压损失主要是由于阳极催化剂层孔内的气泡聚集造成的。这些结果突出了高电流密度下早期衰减对PEMWE系统耐久性和性能的影响，并为未来的PEMWE设计提供了见解。

论文第一作者为博士生葛啸，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.134344

 图1 （a）膜电极制备过程；（b）用于测试的PEMWE电解槽；（c）PEMWE耐久性测试装置；（d）耐久性数据；（e）极化曲线；（f）不同工作电流密度下耐久测试后的奈奎斯特阻抗图；（g）在1 A/cm²、（h）2 A/cm²、（i）3 A/cm²的工作电流密度下，168小时耐久测试后的电压损失分解。 

图2 不同工作电流密度下耐久测试后的（a）塔菲尔斜率；（b）阳极催化层的CV；（c）阳极催化层的ECSA；（d-f）不同状态下恢复实验后的极化曲线和（g-i）对应的可逆电压损失。