直接甲酸燃料電池(DFAFCs)具有高功率密度，探索用于電化學(xué)甲酸電氧化(FAO)的穩(wěn)健催化劑對(duì)于DFAFC的廣泛應(yīng)用至關(guān)重要。然而，許多具有有吸引力的催化劑的電極由于緩慢的CO2氣泡生成和解吸步驟而限制了其質(zhì)量傳輸。為了促進(jìn)FAO并提高DFAFC性能，重慶大學(xué)廖強(qiáng)和朱恂等通過(guò)在碳紙上沉積蕨形鈀納米結(jié)構(gòu)陣列(Pd-nanoarray@CP)，構(gòu)建了一種超疏氧電極。一方面，高度有序的Pd納米陣列可以促進(jìn)質(zhì)量和電荷傳輸；另一方面，由于形成的一維蕨形葉片的高度粗糙表面可以減少固體電極與氣泡之間的接觸面積，從而實(shí)現(xiàn)快速釋放氣體的低粘附力。并且研究人員通過(guò)控制催化劑負(fù)載量成功優(yōu)化了ESCA值和FAO活性，獨(dú)特的納米陣列結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)質(zhì)量傳輸和氣泡離開(kāi)。因此，Pd-nanoarray@CP電極的質(zhì)量活度為210.3 mA mgPd-1和比活度為1.0 mA cm-2，分別是堿性Pd-black@CP電極的1.6倍和4.9倍。此外，還證明了所制備的電極具有相對(duì)較低的充電電阻和穩(wěn)健的穩(wěn)定性。得益于高催化活性、易傳質(zhì)和快速釋放氣泡，在1.0 M甲酸和300 μL min-1條件下獲得了35.8 mW cm-2的峰值功率密度，是Pd-black@CP陽(yáng)極燃料電池的1.5倍。這項(xiàng)工作揭示了所提出的Pd-nanoarray@CP在酸性介質(zhì)中用于FAO反應(yīng)的潛力，這證明DFAFC具有商業(yè)上可行的巨大潛力。
Novel Superaerophobic Anode with Fern-Shaped Pd Nanoarray for High-Performance Direct Formic Acid Fuel Cell. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202201872
