一体式可再生燃料电池（URFC）是一种有前途的电化学装置，可用于化学键的间歇性可再生能源存储。然而，由于低的能量转换效率（RTE）和差的耐久性(特别是在高速率下)，阻碍了广泛的应用。

有鉴于此，劳伦斯伯克利国家实验室Nemanja Danilovic等人，通过多尺度催化剂层结构的分层设计，展示了一种高效，灵活和稳定的URFC。

本文要点

1）使用商业可用的Pt和Ir黑色电催化剂和其他关键电池组件设计制造了双功能电极，突破了之前人们认为的效率、性能和耐用性的限制，从而展示了分层设计和集成的作用。

2）这种PEM-URFC可以在高电流密度和高耐久性下提供高RTE，例如，在1000 mA cm^-2和超过500h的运行时间下，在恒定电极和恒定气体模式下的RTE分别为56%和53%，并且在2000 mA cm^-2条件下的RTE为45%，这一结果之前被认为是不可实现的。

3）与此同时，演示了URFCs在恒定电极和恒定气体模式下连续运行超过500小时，降解程度可以忽略不计。双功能电极制造和系统集成策略可以应用于其他复杂器件，如金属空气电池和碳氢化合物电化学精炼厂。

总之，该工作证明了将URFCs应用于长期储能的可行性，并为URFCs的电极设计和优化提供了新的思路。

参考文献：

Xiong Peng et al. Hierarchical Electrode Design of Highly Efficient and Stable Unitized Regenerative Fuel Cells (URFCs) for Long-term Energy Storage. Energy Environ. Sci., 2020.

DOI: 10.1039/D0EE03244A

https://doi.org/10.1039/D0EE03244A