聚合物薄膜研究取得新进展

据国外网站报道：卡内基梅隆大学的研究人员发现了纳米级聚合物薄膜限制燃料电池汽车成本降低的因素，将为日后的研究与开发工作提供指导。

质子交换膜燃料电池由于其高的能量密度，续航里程长，燃料可快速补给以及零污染的特点，被誉为是下一代的汽车动力装置。氢燃料最初由天然气重整获得，但是也可以使用可再生电力电解水获得。

很遗憾的是，燃料电池需要使用贵金属铂，作为阴极的催化剂。氧气在阴极与质子和电子反应生成水。阴极的铂用量使得燃料电池的价格高于消费者能接受的水平。业界与研究人员一直尝试降低铂的用量，但是一直遇到技术瓶颈。

为尝试突破这一瓶颈，研究人员尝试从根源着手，他们把问题着眼于只有几十纳米厚的聚合物电解质薄膜上，这个薄膜即是质子传输的通道，又为电极提供支撑。研究人员认为，薄膜的氧渗透性能以及其附带的使得催化剂中毒的副作用可能是问题的关键。薄膜结构变化可能限制了氧气的传输，而基于电解质的酸吸附也有可能“粘”到铂表面，从而阻碍反应进行。

研究人员通过分离聚合物薄膜与铂的方法，测试其传输性能，研究结果发现，即使薄膜厚度达到30纳米，其氧气传输性能也没有变化。故研究人员断定电解质酸使得铂中毒是导致铂用量无法下降的原因。这将是日后的研究重点发生转移，从而加快燃料电池汽车的商业化。