近日，中国科技大学教授高敏锐与唐凯斌团队合作，制备了铜混合改性钼镍基合金催化剂，成功解决了阴离子交换膜燃料电池启停过程中的负腐蚀问题。该催化剂在碱性介质中具有优异的氢氧化反应催化活性和对氧还原反应的惰性。这种独特的双功能特性使其能够有效地抑制寄生氧还原反应引起的瞬时界面电位的突然上升，从而保护负极。6月25日，相关成果在德国发表。

氢燃料电池作为一种清洁高效的能源转换技术，其耐久性和成本是大规模应用的主要瓶颈。其中，起停过程中反向电流衰减引起的负极腐蚀是决定耐久性的关键问题。在起停过程中，阳极会形成氢气和气体共存区，引起寄生氧还原反应，产生超过1.5V的页面电位差，导致负极碳载体和催化剂严重氧化降解。传统的解决方案依靠复杂的系统(如稀有气体吹扫)或昂贵的耐腐蚀材料来增强成本和系统复杂性。

通过微波加热和后续热处理，研究小组成功制备了一种铜混合改性钼镍基合金催化剂，用作阴离子交换膜燃料电池的阳极催化剂，然后进行模拟起停循环试验。数据显示，与商业铂碳阳极相比，使用该催化剂的电池在起停过程中，负极电位从1.4V大大降低到安全范围。10次起停循环后，负极催化剂层厚度几乎一致，负极电荷转移阻抗增速远低于铂碳催化电极，峰值功率密度维持率达到61%，明显优于铂碳催化剂和无钼镍合金催化剂，负极腐蚀现象几乎消失。

研究人员介绍，该工作开发了一种高效的非贵金属阳极催化剂，通过氢氧化反应和氧还原反应“选择性催化”，解决燃料电池起停过程中关键反向电流衰减提供了简单有效的解决方案，无需复杂的系统改造即可显著提高电池耐久性。