陰離子交換膜電解水制氫無需鉑族貴金屬催化劑，有望替代高成本的質子交換膜水電解水技術。然而，陰離子交換膜（AEM）的尺寸穩(wěn)定性和高溫、高濃度堿液中的低堿性穩(wěn)定性阻礙了陰離子交換膜電解水的發(fā)展。自湖北大學黎明教授團隊聯合武漢立膜科技有限公司開創(chuàng)了優(yōu)異堿性穩(wěn)定性的聚（三苯基-N-甲基奎寧基）AEM之后（Advanced Materials, 2023, 35, 51, 2306675），為了進一步提高該類AEM的機械強度和尺寸穩(wěn)定性，添加了少量高活性疏水單體2,2,2-三氟苯乙酮共聚單體制備了聚（三苯基-三氟苯乙酮-N-甲基奎寧基）AEM。該類共聚AEM具有超高的堿性穩(wěn)定性（在80 °C，10 M的NaOH溶液中浸泡1600小時后OH^?電導率和機械強度不發(fā)生衰減），優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性（30 - 80 °C溫度下，純水中溶脹率不超過7%；10 M的NaOH溶液中溶脹率不超過2%），高氫氧根電導率（80 °C時達134.45 mS/cm）和高機械強度（抗拉伸強度達43.2 MPa）。該類AEM和泡沫鎳合金電極組裝的簡易水電解槽在80 °C下，2.0 V和5 M的KOH水電解質中具有1780 mA/cm²的高電流密度，并且與泡沫鎳電極組裝的水電槽具有高耐久性。相信該成果將有利于推動綠氫生產、燃料電池、液流電池等碳中和技術的發(fā)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.

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