燃料电池金属有机框架质子膜材料研究展望

摘要

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是清洁高效的能源转换装置。质子交换膜作为重要的组件之一,会选择性地允许质子转移,但其昂贵的制作成本及较差的高温稳定性限制了在宽温范围的应用。金属有机框架(MOF)材料合成方法简单、结构稳定、比表面积高,广泛应用于催化和吸附等领域。近年来,研究人员发现某些MOF材料在一定温度、湿度范围内拥有优异的质子传导性能,且合成价格低廉,可作为潜在的质子交换膜替代材料。从有机配体(羧酸盐、膦酸盐、磺酸盐等)和客体分子(咪唑、铵根离子等)两部分叙述MOF材料的合成,每种MOF材料的化学稳定性、质子导电性能及其导电机理等方面的研究进展,并指出该类导电材料的发展前景和未来面临的挑战及可实施策略。