化石燃料使用的增加推動了對替代能源的需求。在這方面，質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)由于其高能效和環(huán)境友好性而成為有前途的備選替代能源技術(shù)。具有高質(zhì)子傳導(dǎo)率的質(zhì)子交換膜是PEMFC性能的關(guān)鍵因素。Nafion是一種磺化四氟乙烯聚合物，目前被用作膜電解質(zhì)。但是，Nafion具有成本高、工作范圍有限、耐久性低等缺點(diǎn)，因此需要研究替代材料。

近日，高麗大學(xué)Chang Seop Hong提出了一種新的策略，通過調(diào)節(jié)高性能質(zhì)子導(dǎo)體取代基的電子效應(yīng)來最大化酸性基團(tuán)的密度。

文章要點(diǎn)

1）在80℃和90%相對濕度下，含甲基的磺化1-MeL40-S的電導(dǎo)率為2.29×10-1S·cm-1，比未磺化的1-MeL40提高了22100倍。同時，1-MeL40-S保持一個月的長期導(dǎo)電性。

2）研究人員確認(rèn)這種合成方法可推廣到諸多POPs、2MeL40-S和3-MeL40-S，特別是POPs的電導(dǎo)率可與頂級多孔有機(jī)導(dǎo)體的電導(dǎo)率相媲美。此外，POPs的活化能低于性能最佳的材料。

這項研究表明，有系統(tǒng)地改變?nèi)〈碾娮有?yīng)是提高質(zhì)子傳導(dǎo)材料的導(dǎo)電性和長期耐久性的有效途徑。

參考文獻(xiàn)

Sun Young Kim, et al, Electronic Effect-Modulated Enhancements of Proton Conductivity in Porous Organic Polymers, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202214301

DOI: 10.1002/anie.202214301

https://doi.org/10.1002/anie.202214301