고분자 전해질 막 연료전지(PEMFCs)는 연료 고갈, 정지/시동 및 개방회로 전압과 같은 가혹한 조건에서 운전할 때 심각한 성능 저하를 겪는다. 이러한 기술적 문제를 근본적으로 해결하기 위해서는 조건별 해법이 아니라 통합적인 접근이 필요하다. 본 연구에서는 분자체(sieve) 층이자 보호 층으로 작용하는 다기능 탄소층(MCL) 내에 캡슐화된 Pt 나노입자 기반 애노드 촉매를 설계하였다. MCL은 Pt 나노입자 표면에서 선택적인 수소 산화 반응이 일어나도록 하면서, 나노입자의 용출과 응집을 방지하였다. 그 결과, 막-전극 조립체의 구조적 열화는 다양한 가혹한 운전 조건에서 효과적으로 억제될 수 있었다. 연구 결과는 애노드 촉매 구조를 재설계하는 것이 현재의 PEMFC 시스템에 대한 사용 수명을 극대화하기 위한 유망한 전략이 될 수 있음을 보여주었다.

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