近期,我校程发良教授团队在阴离子交换膜电解水制氢领域取得最新研究进展。该成果以“Macromolecular crosslinked poly(aryl piperidinium)-based anion exchange membranes with enhanced ion conduction for water electrolysis”为题发表在国际著名期刊《Journal of Membrane Science》。该论文的第一署名单位为东莞理工学院,王秀琴博士是论文第一作者,程发良教授和中国科学技术大学的徐铜文教授为共同通讯作者。
阴离子交换膜电解水制氢技术
阴离子交换膜水电解技术(AEMWE)因其使用低浓度碱性条件(≤1 M)或纯水以及产生高纯度氢气的能力而受到广泛关注。阴离子交换膜(AEMs)在AEMWE中扮演着至关重要的角色,然而,AEMs的离子电导率和尺寸稳定性之间难以平衡仍是制约高性能电解水制氢技术发展的关键因素。针对上述问题,本研究利用部分功能化的聚苯醚作为大分子交联剂,设计并制备了新型交联型AEMs。由于交联结构的存在,交联型AEMs的溶胀率远低于非交联型膜。在80 °C时表现出高达139.4 mS cm-1的离子电导率,这归因于其良好的微相分离结构。此外,该膜还具有出色的碱性耐久性,在60 °C的1 M KOH中经过2400小时后仍保持了86%以上的离子电导率。将膜组装到电解槽,在80 °C(2.0 V)下实现了最大电流密度1440 mA cm-2。这些研究结果表明了本研究设计的阴离子交换膜材料在电解水技术中的潜在应用前景。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2024.122717
(撰稿:王秀琴;一审:程发良;二审:尹华勤;三审:李长平)