国产卓越期刊Science China Materials发表高稳定性聚芳烃奎宁基阴离子交换膜

阴离子交换膜电解水制氢无需铂族贵金属催化剂，有望替代高成本的质子交换膜水电解水技术。然而，阴离子交换膜（AEM）的尺寸稳定性和高温、高浓度碱液中的低碱性稳定性阻碍了阴离子交换膜电解水的发展。自湖北大学黎明教授团队联合武汉立膜科技有限公司开创了优异碱性稳定性的聚（三苯基-N-甲基奎宁基）AEM之后（Advanced Materials, 2023, 35, 51, 2306675），为了进一步提高该类AEM的机械强度和尺寸稳定性，添加了少量高活性疏水单体2,2,2-三氟苯乙酮共聚单体制备了聚（三苯基-三氟苯乙酮-N-甲基奎宁基）AEM。该类共聚AEM具有超高的碱性稳定性（在80 °C，10 M的NaOH溶液中浸泡1600小时后OH⁻电导率和机械强度不发生衰减），优异的尺寸稳定性（30 - 80 °C温度下，纯水中溶胀率不超过7%；10 M的NaOH溶液中溶胀率不超过2%），高氢氧根电导率（80 °C时达134.45 mS/cm）和高机械强度（抗拉伸强度达43.2 MPa）。该类AEM和泡沫镍合金电极组装的简易水电解槽在80 °C下，2.0 V和5 M的KOH水电解质中具有1780 mA/cm²的高电流密度，并且与泡沫镍电极组装的水电槽具有高耐久性。相信该成果将有利于推动绿氢生产、燃料电池、液流电池等碳中和技术的发展。

Poly(aryl N-methyl quinuclidinium) Anion Exchange Membrane with Both Ultra-high Alkaline Stability and Dimensional Stability

Ju Wen, Xianying He, Ganbing Zhang, Mengying Zeng, Yu Qian, Ming Li 

DOI:  10.1007/s40843-023-2761-9   Science China Materials. 2024.

原文链接：

https://www.sciengine.com/SCMs/doi/10.1007/s40843-023-2761-9