超疏气电极的构筑及其在直接肼燃料电池中的应用

在直接肼燃料电池中，阳极上发生的反应是水合肼氧化生成水和氮气的过程，若在高的反应速率下大量氮气的形成以及在电极表面的粘附会阻碍薄膜表面的传质效应，导致性能下降。针对这一问题，北京化工大学的孙晓明教授课题组利用一步电沉积法在铜基底上制备了竖直排列的多孔纳米铜结构薄膜，并与中科院化学所的江雷院士课题组合作，共同发现了该薄膜表面的超疏气性质。

通过测量该纳米结构薄膜与单独气泡的力学和接触行为，证明了该薄膜具有很小的气泡粘附力和很大的气泡接触角，远优于平面铜结构。这是由于纳米结构的构筑可以形成不连续的三相接触线所导致的。将制备的超疏气电极作为阳极应用在直接肼燃料电池中，可以显著的降低产物氮气在电极表面的粘附，进而将整体燃料电池的功率密度提高了近10倍。

这一研究成果发表于《Adv. Mater.》上。

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201500064/abstract