近日，淮阴师范学院先进膜材料与过程团队联合培养研究生杨定婷在《Journal of Membrane Science》期刊上发表题为”Conductivity-enhanced Poly(biphenyl piperidine) anion exchange membranes with organic tubes”的研究论文，该研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。《Journal of Membrane Science》是ESI化学、工程技术领域top期刊，最新影响因子为8.4，中科院一区期刊。

图 1. 改性阴离子交换膜的结构和溶胀机制图。

阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)由于使用了非贵金属而比质子交换膜燃料电池更具经济效益。开发高性能、耐用的AEMFCs需要使用高导电性和坚固的阴离子交换膜(AEMs)。在这项研究中，通过Friedel-Crafts酸缩合反应制备了聚(芳基哌啶)聚合物，并通过将一维有机管作为增强材料掺入其中，合成了一种新型的有机-有机复合AEM。由于有机管中的链取向和丰富的传输位点，复合AEM具有高导电性(80 °C时为235 mS cm^-1)。与无机材料与聚合物的不相容性不同，有机管的柔韧性增强了聚合物的缠结，显著提高了AEM的机械强度(120 MPa)。通过将有机管与聚合物骨架交联，同时实现了膨胀，有效地缓解了界面相容性问题，从而具有较高的尺寸稳定性。采用所开发的AEM的H₂-O₂燃料电池在80 °C时显示出1081 mW cm^-2的最大功率密度。这项研究为生产适用于碱性膜燃料电池应用的具有高氢氧根离子电导率和优异机械性能的稳定AEM提供了全面的合成策略。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2024.123414

编辑：王慧  审核：严玉波