发展高性能的低铂（Pt）膜电极（MEA）对质子交换膜燃料电池（PEMFC）的大规模应用至关重要，而Pt/离聚物电化学界面结构是决定MEA性能的最关键因素。当前限制MEA性能提升的主要界面问题来源于全氟磺酸离聚物（如Nafion）的磺酸侧链在Pt表面的强吸附。其不仅毒化Pt表面的活性位点，同时也使得离聚物的碳氟主链在界面处堆积成高结晶致密层，严重阻碍了界面局域氧气传输。因此，优化Pt/离聚物界面结构，实现CL中多组分高效传输及界面电化学反应的平衡，是突破PEMFC性能瓶颈的有效途径。

该研究在Pt/Nafion界面处引入羟苯基金属卟啉（MPOH）化合物，大幅提升了电池性能。结合电化学测试、物理表征、分子动力学（MD）模拟、密度泛函理论（DFT）计算等手段揭示了MPOH有效调控Pt/Nafion界面的多重机制。一方面，MPOH的羟基可与水合质子、Nafion的磺酸根形成氢键网络，从而削弱磺酸根与铂表面的相互作用，扩大离聚物薄膜中作为氧气传输通道的亲水域；另一方面，其可通过吸附作用富集氧气分子，进一步增强界面的局域氧气传输。特别是，作者基于DFT计算和实验表明对氧气的吸附自由能接近零的CuPOH在PEMFC性能提升方面表现最突出，表明MPOH确实可通过吸脱附过程增强氧气传输。这些结果展示了基于分子相互作用来简洁、高效调控Pt/离聚物界面的重要意义。

  （通讯员：唐美华）