離子液體是聚合物電解質燃料電池催化劑層中用于增強氧還原反應的一種很有前景的添加劑。然而,需要對其在實際相關膜電極組裝環境中復雜催化劑層中的作用有基本的了解,以便合理設計高耐用活性的鉑基催化劑。
近日,美國加州大學Iryna V. Zenyuk課題組探索了三種高質子導電性和氧溶解度咪唑衍生的離子液體,將它們加入高表面積的炭黑載體中。揭示了離子液體改性催化劑的物理性質和電化學性能之間的相關性,為離子液體在改變催化劑層界面內親水性/疏水性相互作用方面的作用提供了直接證據。
通過優化界面設計得到的催化劑在H2/O2,0.9V下質量活性達到了347 A g?1Pt,在1.5 bar H2/air條件下,功率密度為0.909 W cm?2。在0.8 A cm?2條件下,經過30 k加速應力測試循環后,只有0.11 V的電位下降。這種性能歸功于ILs的加入, 使得埋在孔內的鉑的可達,從而大幅提高鉑利用率。