項目類別：國家自然科學基金面上項目
參與人員：倪宏哲，李貞玉，初少剛
起止日期：2021.01-2024.12
堿性陰離子交換膜燃料電池作為燃料電池發展的新方向，其核心組件陰離子交換膜目前仍面臨離子傳導率較低、耐堿穩定性較差等問題。可見，要獲得在高溫高堿條件下仍具有較高陰離子傳導率的膜材料更是一個挑戰。文獻和課題組研究發現無醚鍵主鏈和金屬陽離子具有很好的耐堿穩定性，相分離結構有助于提高傳輸效率。本項目擬通過拓撲結構設計構建含有哌啶陽離子基團的無醚鍵聚芳基主鏈，再引入含不同長度烷基鏈間隔的二茂鐵陽離子基團。發揮哌啶陽離子和二茂鐵陽離子雙功能化基團作用及無醚鍵主鏈和微相分離結構的協同作用提高膜在高溫高堿條件運行下的化學穩定性和傳導特性。研究微相有序聚集結構的控制方法，離子通道形成的分子機制，主鏈結構以及側鏈長度等參數對耐堿穩定性影響的演變規律，揭示降解機理，建立結構與性能的關系，闡明離子傳輸效能，解決離子傳導率與膜尺寸穩定性的“trade-off”效應。為制備出高性能的陰離子交換膜提供新思路與科學依據。