2021年，天津大学的焦魁教授团队就曾在《Nature》上发表过一篇关于氢燃料电池的综述长文，里面已经展望了未来膜电极的设计路线。这次呢，他们又把目光投向了电极本身的问题。大家都知道，在氢燃料电池里，传统电极通常是把催化剂颗粒胡乱堆在一起，这样做有个大缺点，就是催化剂利用率特别低。焦魁教授就想用静电纺丝技术给它换个新面貌，这就好比让蚕吐丝一样，把催化剂颗粒串成一条一条的线，然后再层层叠叠地做成电极。这种新型电极有一个很明显的优势，就是比表面积大、孔隙率高还有孔径也很大。 天津大学的英才副教授樊林浩是这篇论文的第一作者，他在采访里也提到，现在燃料电池要想大规模商业化，最大的一个拦路虎就是成本太高。因为现在的氢燃料电池都得用贵金属铂，所以能不能既把铂用量降下来，又保证性能和耐久性不掉链子，就成了摆在面前的难题。这种新型纳米纤维电极结构就能同时实现这两个目标，它能大大提升铂的利用率和物质传输的效率，还能有效防止铂的溶解和沉积。 樊林浩算了一笔账，这样一来，每千瓦电的铂载量就能从现在的0.2克左右降到0.1克左右，而且耐久性还更好了。说到这事儿的背景，你肯定也听过氢能是一种特别有前景的清洁能源吧？大家都看好它能量密度高、环保零排放这些优点。在交通运输、发电和便携式电源这些领域，质子交换膜燃料电池表现得特别突出。 理想的燃料电池电极结构应该是三相反应界面好的那种，能促进气体扩散和液态水管理。焦魁教授说，他们做的这个新型电极梯度孔隙率大、孔道也大、迂曲度还低。这种结构跟传统的颗粒堆叠电极比起来简直是一个天上一个地下，明显改善了低铂燃料电池的电化学性能和耐久性。 12月4日这天，中新网记者孙玲玲从天津发回了报道：该团队研发出的这款新型电极成果已经在《科学通报》（Science Bulletin）上发表了。这个进展不仅有可能改变反应电极的设计思路，还能帮着克服商业化面临的成本和耐久性障碍。除了用在燃料电池上，这种纳米纤维电极在水电解槽、二氧化碳还原电解槽这些别的电化学装置里也挺好用。