燃料电池的性能很大程度上取决于电化学反应动力学和质量输运。对于低温燃料电池而言，快速的反应动力学需要高效的催化剂，而好的传质则需要有效的输运通道。目前低温燃料电池领域的研究更多地聚焦于催化剂活性的提高，而质量输运的重要性不应被忽视。如何实现反应动力学和质量输运的平衡从而大幅提升燃料电池性能是亟待解决的关键难题。

近日，我校化工学院、煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室徐朗教授课题组在低温燃料电池领域取得研究进展，研究成果形成论文“Long-range order, short-range disorder: Engineering one-dimensional flow channel arrays with hierarchically porous reaction interfaces for electrocatalytic reduction of oxygen”，发表于中科院一区国际学术期刊Applied Catalysis B: Environmental（影响因子：16.683）。该论文以中国矿业大学为唯一单位，通讯作者为徐朗教授，第一作者为博士研究生张文都。

该论文提出了“长程有序、短程无序”的新概念用以设计输运通道和反应界面，利用天然物质的维管束构筑了一维有序孔道阵列，降低了迂曲度、提高了孔隙率、优化了反应物分布，有效降低了燃料电池的浓差损耗。同时，一维有序孔道阵列的表面上内生的矿化组织被转化为多级孔域，提高了反应界面的粗糙度和短程无序度。该多尺度孔道结构包含了一维流道（长程有序）和多级孔反应界面（短程无序），同时优化了催化动力学和质量输运，从而大幅提升了燃料电池阴极的氧还原电催化性能。该研究成果从有序度的视域为实现燃料电池反应动力学和质量输运的平衡提供了重要的启示。

新闻来源：化工学院 煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室 江海深摄影：责任编辑：李秀审核:刘尧