质子交换膜燃料电池（PEMFC）是运输行业脱碳的主要候选材料，但广泛应用仍需要提高寿命、燃料经济性和成本。鉴于此，来自洛斯阿拉莫斯国家实验室材料物理与应用部的Jacob S. Spendelow等人开发了一种新型凹槽电极，作为一种替代电极结构，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，提高了PEMFC的性能和耐久性。

文章要点：

1) 该研究发现，在标准操作条件下，凹槽电极比最先进的传统电极提供高达50%的性能，且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，但它们提供了高效的O²传输，从而提高了反应速率的均匀性；

2) 此外，凹槽电极还提供了改进的耐用性，与基线电极相比，碳腐蚀后的性能损失更小，机器学习分析结果表明，有可能进一步优化下一代PEMFC的凹槽结构，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。

参考资料：

Lee, C., Kort-Kamp, W.J.M., Yu, H. et al. Grooved electrodes for high-power-density fuel cells. Nat Energy (2023).

10.1038/s41560-023-01263-2

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