我所实验师程晓静在国际知名期刊Electrochemical Energy Reviews（IF: 31.3）发表题为“Application of Solid Catalysts with an Ionic Liquid Layer (SCILL) in PEMFCs: From Half-Cell to Full-Cell” 的综述文章。

离子液体作为一种低熔点的熔盐，在燃料电池催化剂技术中扮演了至关重要的角色，尤其是通过在催化剂表面形成超薄离子液体膜来增强氧溶解度和质子传导性，同时还具备优良的热稳定性和化学稳定性。SCILL催化剂由于其卓越的氧还原反应（ORR）活性和良好的燃料电池性能，在过去十年中受到了越来越多的关注。

研究指出，离子液体通常在基底上形成棋盘格排列，这种独特的连接方式显著提高了SCILL催化剂的ORR性能和耐久性。在PEMFCs中，特别是在半电池和全电池测试中，PFSA离子聚合物也被用来进一步优化性能，但PFSA离子聚合物与离子液体之间的作用机理仍不明确。此外，SCILL催化剂在全电池中的表现尚未广泛研究，因为纳米多孔电极中的反应环境比水溶液中更为复杂。从气相到IL层的氧气传输相对于从液相到IL层更为便捷，表明在MEA测量中IL的高氧溶解性带来了显著优势。研究建议通过在催化剂表面构建纳米多孔的超薄PFSA离子聚合物膜，以优化本地氧传输和提高低铂载量MEA的性能。在SCILL催化剂的研究中，尽管在半电池的液体基底RDE测试中获得了增强的ORR活性，但适用于MEA性能测试的研究相对较少。此外，离子液体的化学结构、加载量和操作条件显著影响SCILL催化剂在半电池和全电池中的性能和耐久性。离子液体加载量的优化不仅影响ORR活性，还通过吸附-扩散-再吸附机制和电极孔结构调整影响局部和整体的氧传输。

总之，SCILL催化剂在PEMFCs中的应用由于其显著增强的ORR活性、无与伦比的氧传输改善以及令人印象深刻的耐久性提升而显得尤为重要。然而，在大规模应用于低/超低铂载量MEA之前，需要更深入地探索其关键机理，尤其是半电池与全电池之间的差异。未来，对MEA中SCILL催化剂的全面理解和电极纳米结构的优化将是实现低/超低铂载量PEMFCs应用的关键挑战。

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https://doi.org/10.1007/s41918-023-00195-5