质子交换膜燃料电池（PEMFC）是低碳运输行业的主要候选者，但其广泛部署需要提高寿命、燃料经济性和成本。在这里，洛斯·阿拉莫斯国家实验室Jacob S. Spendelow报道了用于高功率密度燃料电池的槽形电极。

本文要点：

1) 作者报道了一种替代电极结构的凹槽电极，即通过将用于改善H⁺传输的高离聚物（离子导电粘合剂）含量与用于快速O₂传输的凹槽耦合，来提高PEMFC的性能和耐久性。在标准操作条件下，凹槽电极比传统电极提高了50%的性能。

2) 燃料电池诊断与多物理建模相结合表明，尽管凹槽电极的离聚物含量很高，但它们具有高效的O₂传输，从而提高了反应速率的均匀性。凹槽电极还具有改进的耐用性，与基准电极相比，其经过碳腐蚀后的性能损失更小。机器学习分析表明，通过进一步优化下一代PEMFC的凹槽结构，可以提高性能和耐用性，从而实现更小、更便宜、更高燃料效率的燃料电池堆。

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ChungHyuk Lee et.al Grooved electrodes for high-power-density fuel cells Nature Energy 2023

DOI: 10.1038/s41560-023-01263-2

https://doi.org/10.1038/s41560-023-01263-2