中国质子电池进展

‌中国在质子交换膜燃料电池（PEMFC）领域已取得多项突破性进展，技术性能达到国际领先水平‌。

近年来，中国科研团队在催化剂设计、催化层结构优化等方面实现关键创新，显著提升了燃料电池的活性、耐久性与功率密度。

1. 长春应化所：构建高稳定性低铂催化剂

中国科学院长春应用化学研究所邢巍、肖梅玲、刘长鹏、刘伟团队针对‌Pt-Co金属间化合物催化剂在高电位下易发生金属溶出‌的问题，提出“化学键调控+化学势桥接”新策略，成功合成‌稀土镧（La）掺杂的L12-LaPt₃Co金属间化合物催化剂‌ 。

该材料通过MOF衍生配位策略制备，La的富电子特性强化了Pt-La/Pt-Co相互作用，形成准共价键并降低核壳界面化学势差，从而显著抑制金属迁移与溶出 。在实际燃料电池器件中表现优异：

阴极铂载量仅 ‌0.10 mgPt cm⁻²‌质量活性达 ‌1.29 A·mgPt⁻¹‌，超美国能源部2026目标（0.44 A·mgPt⁻¹）峰值功率密度达 ‌1.27 W cm⁻²‌（H₂-air）经30000圈循环后活性保持率 ‌87%‌，电压衰减仅12 mV

这一成果为低铂、长寿命燃料电池提供了全新材料设计路径。

2. 中国科大：破解非贵金属催化剂利用率难题

中国科学技术大学团队聚焦‌铁氮碳（Fe-N-C）非贵金属单原子催化剂‌，其虽具高本征活性，但因三相界面失配导致位点利用率极低。研究团队通过粗粒化分子动力学模拟，提出‌大孔结构+亲水表面‌协同调控策略，有效引导离聚物（Nafion）深入催化层，打通质子与氧气传输瓶颈 。

所制备催化剂实现：

膜电极层面利用率提升 ‌80%‌功率密度达 ‌1581 mW cm⁻²‌在氢空条件下经六万圈加速老化仍保持 ‌63%性能‌

该策略还被推广至Ru-N-C、Co-N-C等多种体系，验证了普适性，为低成本、高性能燃料电池开辟新方向。

3. 产业化与政策支持同步推进

尽管“质子电池”常被误用于指代质子交换膜燃料电池（实际并无“质子电池”这一独立电池类型），但我国在该领域的布局已全面展开：

多地科研机构与企业正推动‌膜电极、双极板、系统集成‌等核心技术国产化国家层面持续加大支持，相关研发纳入新能源重点专项，推动氢能与燃料电池汽车示范城市群建设长春、武汉、上海等地已形成从材料到系统的完整产业链条

目前挑战仍集中在‌铂用量进一步降低、极端工况耐久性提升、全产业链成本控制‌等方面，但随着基础研究与工程化并进，中国PEMFC技术正加速迈向商业化应用。