在氢燃料电池中，电解质膜传导质子，但阻挡电子、氢分子和氧分子。燃料电池经常运行不稳定，导致产水量波动，导致膜膨胀和收缩。循环变形会导致疲劳裂纹扩展。

近日，仁川大学Sang Moon Kim，哈佛大学锁志刚教授描述了一种开发抗疲劳聚合物电解质膜的方法。

文章要点

1）该膜是通过形成塑料电解质和橡胶的互穿网络来制备的。前者传导质子，后者增强抗疲劳能力。

2）橡胶的引入适度降低了电化学性能，但显着提高了疲劳阈值和寿命。

3）与原始塑料电解质 Nafion 相比，Nafion 和全氟聚醚 (PFPE) 的互穿网络将最大功率密度降低了 20%，但疲劳阈值提高了 175%。在湿/干加速应力测试下，采用Nafion-PFPE膜的燃料电池的寿命是采用Nafion膜的燃料电池的1.7倍。

参考文献

Minju Kim, et al, Fatigue-Resistant Polymer Electrolyte Membranes for Fuel Cells, Adv. Mater. 2023, 2308288

DOI: 10.1002/adma.202308288

https://doi.org/10.1002/adma.202308288