在全球能源转型与碳中和目标推动下,氢能因零碳足迹和高能量密度成为可持续能源体系的重要方向。阴离子交换膜水电解(AEMWE)因兼容非贵金属催化剂、腐蚀电位较低和运行稳定性增强,被视为将可再生能源整合进制氢的有前景路径。然而,其核心组件阴离子交换膜(AEM)仍面临根本限制:同时提升离子电导率、尺寸稳定性和碱性稳定性存在复杂“权衡”,某一指标改善往往以另一指标受损为代价,成为规模化应用的关键瓶颈。
苏州大学严锋教授、孙哲副研究员、潘霁博士合作提出,通过合理设计疏水聚合物主链上的氟化烷基侧链,增强两亲自组装,构建互连的氢氧根离子和水传输通道。所得 PTAfcP 膜溶胀比低至14.38%,在80°C下OH-电导率达179.2mS cm-¹;基于该膜的高效碱性电解质传输网络使电解槽实现7.5 Acm-²电流密度。同时,含PTAfcP 膜的电解槽在2000 h运行中表现令人满意的耐久性,在0.5 Acm-²下电压衰减速率仅17.9µV h-¹,显示出工业规模部署的应用潜力。相关论文以“Tailoring Fluorinated Chain Positioning in Anion Exchange Membranes for Boosted Ion and Water Transport Channels”为题,发表在Advanced Materials上。
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