用于氢转换的高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）由于具有零排放、高能量/功率密度、高能量效率，以及可作为电动汽车和大型发电厂的动力源等特点，受到广泛关注。然而，由于HT-PEMFC存在热能消耗大、启动时间长、长期耐久性差、成本较高等缺点，该技术的实际应用发展受到严重阻碍。其中，耐久性不足被认为是阻碍其广泛应用的关键。因此，为了克服上述挑战，加快HT-PEMFC的研发进程，全面深入地分析和总结该器件的性能失效机制和缓解策略具有重要意义。近日，福州大学郑云教授和张久俊院士课题组对HT-PEMFC的失效机制和缓解策略进行了全面综述，对HT-PEMFC的关键组成部件进行了详细介绍。具体论述内容包括HT-PEMFC的反应原理、主要组成和发展历史等相关基础，质子交换膜（PEM）、催化层（CL）、扩散层（GDL）、双极板（BP）和热/水管理系统等关键部件的失效机制分析和针对性缓解策略，以及从基础理解到大规模应用等诸多方面提出的该领域当前面临的关键挑战和发展前景。图1. 高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）文章的主要结构。图2. 1992 - 2023年之间HT - PEMFC的研究发表情况总结。图3. 高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）的历史发展过程。图4. 高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）的关键组成部件。图5. 高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）全反应过程中热力学参数的变化与反应温度变化的关系。图9. 缓解HT-PEMFC中PEM化学降解的策略。图11. HT – PEMFC中PEM机械降解的缓解策略。图13. HT - PEMFC催化剂腐蚀的缓解策略。图14. HT - PEMFC中碳载体腐蚀的缓解策略。图17. 高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）方面的关键挑战与发展前景。Performance failure mechanisms and mitigation strategies of high-temperature proton exchange membrane fuel cells, 2025, 148, 101389.https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101389王淑凡，福州大学材料科学与工程学院/新能源材料与工程研究院2022级博士生，师从张久俊院士和郑云教授，主要研究方向为氧还原电催化剂的设计合成及电化学性能研究。郑云教授简介：郑云，福州大学教授、博导，福建省闽江学者，福建省海外引进高层次人才，2024全球前2%顶尖科学家（2024.09），新能源材料与工程研究院（张久俊院士团队）党支部书记。长期从事固态锂金属电池和高温氢能燃料电池方面的研究，目前共发表SCI论文70多篇，其中以第一作者或通讯作者（含共同）在Adv. Mater. (3篇), PNAS (1篇), Joule (1篇), Adv. Energy Mater. (2篇), Adv. Funct. Mater. (1篇), Nano Energy (4篇), Chem. Soc. Rev. (2篇), Electrochem. Energy Rev. (1篇), Prog. Mater. Sci. (1篇) 等期刊上发表科研论文30多篇，包括多篇ESI高被引论文、热点文章和封面文章。申请/授权发明专利10项，以第一作者发表全英文学术专著1本（CRC Press，2019）、中文学术专著1本（清华大学出版社，2024），主持/参与国家级和省级科研项目10多项。受邀担任国际电化学能源科学院（IAOEES）青年理事，Renewables, Advanced Powder Materials, Carbon Neutrality, Frontiers in Energy等领域知名期刊青年编委或客座编辑。获福建省“闽江学者”特聘教授奖励支持计划（2023）、加拿大政府-企业基金（2021）等多项奖励。张久俊教授简介：中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士、加拿大工程研究院院士、国际电化学学会会士、英国皇家化学会会士、国际先进材料协会会士、国际电化学能源科学院（IAOEES）主席、中国内燃机学会常务理事兼燃料电池发动机分会主任委员，现任福州大学和上海大学教授/博士生导师。张教授长期从事电化学能源存储和转换及其材料的研究和产业化应用开发，包括燃料电池、高比能二次电池、超级电容器、CO2电化学还原和水电解等。至今已发表论文及科技报告700余篇，编著书28本，书章节47篇，被引用87600多次（H-Index为129）。目前是Springer-nature《Electrochemical Energy Reviews》SCI期刊主编、CRC Press《Electrochemical Energy Storage and Conversion》丛书主编、KeAi Publishing《Green Energy & Environment》SCI期刊副主编、中国工程院院刊《Frontiers In Energy》期刊副主编、中国化学化工出版社大型丛书《电化学能源储存和转换》及《氢能技术》主编及多个国际期刊的编委。研究团队与平台介绍：为了响应和对接国家“碳达峰碳中和”重要战略决策，由张久俊院士领衔创建福州大学新能源材料与工程研究院（张久俊院士团队）。研究院面向新能源产业，研究前沿理论和先进技术，开发核心材料与关键部件，集成新能源系统与制备新能源装置，培养新能源领域的工程技术与运营管理人才等。研究院下设5个中心，其中氢能和燃料电池中心，主要开展电解水和燃料电池中的核心材料、高性能催化剂以及关键部件MEA膜的研发；先进储能和动力电池中心，主要开展下一代高能量密度电池，包括固态锂基电池和钠基电池等的研发和产业化；CO2捕获和还原中心，主要开展CO2电化学还原低碳燃料生产系统的催化剂以及装置的开发；原位技术中心，主要依托原位测试技术为新能源材料与工程研究提供技术保障与支撑；能源AI中心，主要通过计算机建模和机器学习技术，实现新能源材料与器件的快速筛选和结构设计，以及相关机理探究和过程优化。研究院网站：https://newenergy.fzu.edu.cn/index.htm高端测试，找华算 ！同步辐射全球机时三代光源，机时充裕，保质保量，最快一周出结果！
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