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【2h】

Critical advancements in achieving high power and stable nonprecious metal catalyst–based MEAs for real-world proton exchange membrane fuel cell applications

机译：在现实世界中的质子交换膜燃料电池应用中实现基于高功率和稳定的基于非贵金属催化剂的MEA方面的关键进展

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Despite great progress in the development of nonprecious metal catalysts (NPMCs) over the past several decades, the performance and stability of these promising catalysts have not yet achieved commercial readiness for proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). Through rational design of the cathode catalyst layer (CCL), we demonstrate the highest reported performance for an NPMC-based membrane electrode assembly (MEA), achieving a peak power of 570 mW/cm2 under air. This record performance is achieved using a precommercial catalyst for which nearly all pores are <3 nm in diameter, challenging previous beliefs regarding the need for larger catalyst pores to achieve high current densities. This advance is achieved at industrially relevant scales (50 cm2 MEA) using a precommercial NPMC. In situ electrochemical analysis of the CCLs is also used to help gain insight into the degradation mechanism observed during galvanostatic testing. Overall, the performance of this NPMC-based MEA has achieved commercial readiness and will be introduced into an NPMC-based product for portable power applications.
机译：尽管在过去的几十年中，非贵金属催化剂（NPMC）的开发取得了很大进展，但是这些有前途的催化剂的性能和稳定性尚未达到用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）的商业化准备。通过合理设计阴极催化剂层（CCL），我们证明了基于NPMC的膜电极组件（MEA）的最高报道性能，在空气中达到570 mW / cm 2 的峰值功率。使用几乎所有孔的直径均<3 nm的商业化催化剂即可实现这一创纪录的性能，这使以前关于需要更大的催化剂孔来实现高电流密度的观点提出了挑战。使用商用前的NPMC，可在工业相关规模（50 cm 2 MEA）上取得这一进步。 CCL的原位电化学分析也可用于深入了解恒电流测试过程中观察到的降解机理。总体而言，这种基于NPMC的MEA的性能已实现商业应用，并将被引入便携式电源应用的基于NPMC的产品中。

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