Kosmotrope阴离子超分子导体

质子传导提升2个量级

通过阴离子系列调控超分子笼固态氢键网络，实现Grotthuss型质子跳跃，突破质子传导率极限。

林彬 · Lei, Yongjiu · Yu, Pei · Alimi, Lukman O. · Wang, Jinrong · Mosa, Basem A. · Khashab, Niveen M.

Journal of the American Chemical Society 2026

参数信息

质子传导率（kosmotropic）

1.03 × 10⁻¹ S cm⁻¹

传导率提升倍数

100

技术优势

传导率跃升百倍

从Cage1-HI到Cage1-H2SO4，质子传导率提升超过2个数量级，表明阴离子kosmotropicity直接决定导电能力。

突破10⁻¹ S cm⁻¹

在333 K、95% RH条件下质子传导率达1.03 × 10⁻¹ S cm⁻¹，达到超分子固态质子导体的顶尖水平。

Grotthuss跳跃通路

Kosmotropic阴离子促进扩展氢键网络的形成，为质子跳跃提供连续通路，降低迁移势垒。

应用场景

• 高温质子交换膜：无需液体酸即可获得高传导率，适合高温膜应用。
• 电化学传感器：固态质子传导可提升传感器在宽温湿度下的响应。
• 固态质子电解质：为全固态器件提供快速、稳定的质子传导介质。