日前，天津大學(xué)教授焦魁團隊成功研發(fā)超高功率密度的質(zhì)子交換膜燃料電池，其性能較主流同類產(chǎn)品提升近兩倍，相關(guān)成果已發(fā)表于國際權(quán)威能源研究期刊《焦耳》。

氣候變化危機下，全球能源系統(tǒng)正在經(jīng)歷深刻轉(zhuǎn)型。氫能作為一種潛力巨大的低碳能源載體，在轉(zhuǎn)型進程中發(fā)揮重要作用。氫燃料電池被視為最有前景的氫能應(yīng)用技術(shù)之一。然而，如何提高其體積功率密度，成為目前技術(shù)上的重大挑戰(zhàn)。

據(jù)了解，焦魁團隊對質(zhì)子交換膜燃料的電池結(jié)構(gòu)進行重構(gòu)，集成新的組件，改善了氣-水-電-熱傳遞路徑，成功實現(xiàn)了超薄、超高功率密度的燃料電池;團隊通過引入靜電紡絲技術(shù)制成的超薄碳納米纖維薄膜及泡沫鎳，去除了傳統(tǒng)的氣體擴散層和溝脊流道，有效降低了膜電極組件約90%的厚度，降低了80%以上的反應(yīng)物擴散導(dǎo)致的傳質(zhì)損失，最終將燃料電池體積功率密度提升約兩倍。

經(jīng)研究團隊估算，采用這種新型燃料電池結(jié)構(gòu)的電堆峰值體積功率密度有望達到9.8千瓦每升，相比目前市面上主流同類產(chǎn)品性能提升超過80%。這項成果不僅為質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的進一步發(fā)展提供了重要的指導(dǎo)，也預(yù)示著清潔能源領(lǐng)域邁向新高度的可能性。