近日,我所郝晓凤博士以“High-temperature proton exchange membranes with tunable acidity of phosphonic acid groups by incorporating zwitterionic aromatic moieties”为题在《NPG Asia Materials》(中科院2区,IF8.6)发表论文,我所首席科学家孟跃中教授为论文通讯作者。
高温无湿度条件下运行的高温质子交换膜燃料电池是一种高效的能量转换器件。商业化聚苯并咪唑膜内质子传导率和机械性能无法平衡导致其耐久性受限,而膦酸基聚合物虽具潜力却受限于较弱的酸性和低质子传导率的难题。
孟跃中教授团队提出通过分子工程策略,将同时携带正负电荷的两性离子芳香结构嵌入膦酸聚合物主链,利用其电子效应精准调控邻近膦酸基团的解离能力,并结合芳香环的刚性骨架与两性离子静电相互作用,构建出兼具高质子传导率与稳定性的膜材料。该设计突破了质子传导对易流失的磷酸的依赖,为制备高性能长寿命的高温质子交换膜燃料电池提供了高效的解决方案。