接Chemical Engineering Journal编辑Guy B. B. Marin来信，小组工作“Pore-scale study of pore-ionomer interfacial reactive transport processes in proton exchange membrane fuel cell catalyst layer”被期刊Chemical Engineering Journal接收。催化层是燃料电池的核心部件，其中的电压损失约占整个电池的40%左右，因此，非常有必要提高催化层性能。

目前普遍采用的催化层，包含碳颗粒、Pt颗粒、电解液（通常位Nafion）以及孔隙。催化层是结构复杂的多孔介质，其内包含大量的纳米尺度结构及界面。结构、成分分布以及界面特性对反应物和生成物传输影响很大。有必要查明结构-性能之间的相互作用规律。然而，目前的实验手段，由于时间和空间分辨率的限制，无法观测催化层微纳米尺度内的多场耦合传递过程。

本文发展了先进的孔尺度数值模拟方法，基于重构的催化层高精度纳米结构，详细研究了氧气在一次孔隙内扩散、在孔隙-电解液界面非平衡溶解、在电解液内输运、以及在Pt表面电化学的复杂多场耦合传递过程，详细研究了界面传递过程对局部传递阻力的影响。研究了Pt载量、电解液/碳质量比、孔隙率等重要参数对传质阻力（极限电流密度）的影响规律。优化了各成分含量。研究工作揭示了催化层纳米尺度多场耦合传递机理，对优化催化层结构，降低贵重金属载量、强化输运过程，进而提高催化层性能具有重要的指导作用。

该论文是小组两年内第二篇发表在CEJ上的论文，CEJ是工程一区期刊，IF=8.3。

原文请见：https://sciencedirect.xilesou.top/science/article/pii/S1385894719330050