随着温室气体排放导致的全球变暖变得越来越严重，全世界都在努力用可再生能源替代化石燃料。可再生能源，如阳光、风、波浪和地热由于其可持续性和环境友好性，近年来越来越多地被利用。然而，由于可再生能源资源存在间歇性，特别是供需不平衡，往往限制了它们的直接利用。为了解决间歇性问题，已经提出了辅助能量存储和转换系统，如聚合物电解质膜组合再生燃料电池或锂离子电池。然而，聚合物电解质膜组合再生燃料电池(PEM-URFCs)所需双功能多孔传输层(PTLs)在单个组合系统中存在以下矛盾:燃料电池(FC)模式下排水的疏水性VS.电解池(EC)模式下补水的亲水性。韩国首尔国立大学Yung-Eun Sung、Jong Min Kim、Hyun S. Park等研究团队首次引入了一种用于高效URFC相关的两性钛PTL，其具有图案化的亲水和疏水通道。图案化的PTL被设计成具有优化的水和气体传输路径，同时满足质子交换膜-URFC存在的矛盾，即燃料电池运行的疏水性和亲水性活性。在常规质子交换膜-URFC氧电极中，亲水性铱催化剂和疏水性铂催化剂分别在燃料电池和电化学模式中成为干扰物。通过引入高效的水和气体传输，两性PTL在燃料电池模式下(0.6 V，相对湿度65)将URFC性能提高了4.3倍，在电子控制模式下(1.8 V)将性能提高了1.9倍。使用两性性钛PTL，仅使用0.95g/cm2的铂和铱就获得了36%的RT。本研究中显示的方法提供了很有价值的方案，可用于解决矛盾的水管理问题，并确保高效的水资源综合利用。该研究以“Amphiphilic Ti porous transport layer for highly effective PEM unitized regenerative fuel cells”为题发表于Science Advances。