质子交换膜燃料电池(PEMFC)有望替代重型车辆中的化石燃料发动机。减少催化剂中的铂含量对于扩大此类应用规模至关重要。然而，人们对低铂含量催化剂的降解模式仍然知之甚少。一组科学家进行了实验，以揭示与不同催化剂含量相关的降解机制，提供有价值的见解。

他们的工作发表在《工业化学与材料》杂志上。

在重型车辆领域，质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一项可以替代化石燃料的技术。然而这项技术的发展存在一个障碍，即使用铂作为催化剂。铂是一种稀有且昂贵的金属，阻碍了该技术的商业化，因此有必要减少PEMFC电极的使用量。

阴极催化剂层的四种不同的铂负载量(0.05至0.3mgPtcm-2)用于研究PEMFC电极膜组件的耐久性。这项研究基于针对膜和电极的多重压力源加速压力测试。

它分为两个部分：首先，在加速应力测试过程中使用分段电池分析膜电极组件的耐久性，然后对老化材料进行物理化学表征：透射电子显微镜(TEM)、掠入射X射线衍射(GIXRD))、横截面扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱。

就初始性能而言，低Pt负载量(≤0.1mgPtcm-2)阴极表现出比“普通负载MEA”(≥0.2mgPtcm-2)更低的氧还原活性，这是由于其低Pt含量所阻碍的。低电流密度(激活)区域和高电流密度(质量传输)区域中不利的氧和质子传输阻力。

然而，事实证明，Pt/C降解的机制并不取决于所选AST的阴极Pt负载量，尽管最低阴极Pt负载量的初始降解速度更快，这在目标寿命方面是一个明显的缺点。

这项工作的下一步显然是(i)减轻阻碍低负载PEMFC阴极的大质量传输限制，以及(ii)提高其耐用性。