两性离子COF质子导体

常温电导率新标杆

通过磺基甜菜碱功能化实现高效质子解离与迁移，在COF质子导体中树立了新的性能标杆。

Hao-Yu, Li · Zhang, Qin · Luo, Hongbin · Zhang, Jin · Shao, Dong · 乔峤 · Wang, Fengdong · Liu, Yangyang · 张振杰 · 任小明

Angewandte Chemie - International Edition 2026

具体参数

质子电导率

{'zh': '5.34', 'en': '5.34'} × 10⁻² S cm⁻¹

比容量

{'zh': '108.5', 'en': '108.5'} mAh g⁻¹

容量保持率

{'zh': '90', 'en': '90'} %

技术优势

常温电导率最高

磷酸修饰的两性离子COF在常温下质子电导率达5.34 × 10⁻² S cm⁻¹，超过所有已报道COF基质子电解质。

循环寿命长

固态质子电池在1.0 A g⁻¹下2000次循环后容量保持率达90%，表明电解质/电极界面稳定。

倍率性能优异

电池在高电流密度1.0 A g⁻¹下仍能提供108.5 mAh g⁻¹的比容量，显示出快速充放电能力。

应用场景

• 固态质子电池：电解质常温高电导且稳定，可直接用于固态质子电池提升容量和循环寿命。
• 燃料电池膜：高质子电导率与COF框架稳定性适合替代传统膜，用于燃料电池质子交换膜。
• 共价有机框架：通过两性离子功能化拓展COF在质子传导领域的应用。
• 金属有机框架：COF电解质性能超越MOF，为MOF研究者提供新思路。