項(xiàng)目類別：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)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(fā)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(dǎo)率較低、耐堿穩(wěn)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(dǎo)率的膜材料更是一個挑戰(zhàn)。文獻(xiàn)和課題組研究發(fā)現(xiàn)無醚鍵主鏈和金屬陽離子具有很好的耐堿穩(wěn)定性，相分離結(jié)構(gòu)有助于提高傳輸效率。本項(xiàng)目擬通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)建含有哌啶陽離子基團(tuán)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(tuán)。發(fā)揮哌啶陽離子和二茂鐵陽離子雙功能化基團(tuán)作用及無醚鍵主鏈和微相分離結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用提高膜在高溫高堿條件運(yùn)行下的化學(xué)穩(wěn)定性和傳導(dǎo)特性。研究微相有序聚集結(jié)構(gòu)的控制方法，離子通道形成的分子機(jī)制，主鏈結(jié)構(gòu)以及側(cè)鏈長度等參數(shù)對耐堿穩(wěn)定性影響的演變規(guī)律，揭示降解機(jī)理，建立結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，闡明離子傳輸效能，解決離子傳導(dǎo)率與膜尺寸穩(wěn)定性的“trade-off”效應(yīng)。為制備出高性能的陰離子交換膜提供新思路與科學(xué)依據(jù)。