高稳定碱性离子膜分子设计研究进展

摘要

以阴离子交换膜(碱性离子膜)为基础的能量转化与储能过程十分重要,包括碱性膜燃料电池、碱性膜电解水制氢等,该类电膜过程对未来能源结构会产生深远影响.现有阴离子交换膜存在耐碱性差、性能衰减显著的问题,严重制约高效能源储存及转化技术发展.为了获得高稳定的碱性离子膜,近年来,围绕耐碱高分子材料的分子设计开展大量工作.本综述从碱性膜材料的高分子骨架和阳离子基团两个角度出发,针对膜材料耐碱性,重点阐述聚烯烃和聚芳基的主链结构,以及非金属中心、金属中心,两类阳离子的分子结构设计策略,展望高稳定碱性膜的结构设计规律及主要挑战,为设计与合成高性能碱性离子膜,满足清洁能源转化与储能膜过程提供新思路.