与成熟的质子交换膜燃料电池相比，由于碱性环境，阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)允许采用不含铂族金属(PGM)的催化剂，从而大大降低了成本。然而，以前的AEMFCs通常表现出不令人满意的性能，这是由于缺乏能耐受苛刻燃料电池条件的有效的不含PGM的催化剂。

近日，中科大高敏锐教授通过单独使用TMNs作为电极催化剂（Ni₃N作为阳极，ZrN作为阴极）展示了第一个不含PGM的AEMFC，其表现出高的H₂-O₂和H₂-空气性能。

文章要点

1）这一重要进展基于PECVD方法，该方法能够合成高质量的Ni₃N和ZrN，分别具有优异的碱性HOR和ORR性能。该生产是可扩展的，并且可以扩展到在各自的金属箔上制造晶片级的Ni3N和ZrN层，显示出实际应用的巨大前景。

2）此外，利用TMNs显著的结构坚固性，燃料电池表现出代表同类最佳的无PGM AEMFCs的操作耐久性。

3）目前，TMNs驱动的AEMFCs的性能仍然不如Pt/C催化剂组装的燃料电池。尽管如此，这项工作中显示的有希望的结果为在AEMFCs中使用TMN作为有效催化剂提供了机会，以满足DOE在2030年无PGM AEMFCs的峰值功率密度目标。

参考文献

Xiao-Long Zhang, et al, Plasma-Assisted Synthesis of Metal Nitrides for an Efficient Platinum-Group-Metal-Free Anion-Exchange-Membrane Fuel Cell, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c03707

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c03707