连续纳米孔质子交换膜

磷酸掺杂保持率超80%

利用PVP-UiO-66-NH-SO3H纳米颗粒构建连续纳米孔网络，通过氮杂环锚定作用实现高磷酸掺杂与长期稳定性。

Li, Pengfei · 陈英波 · Xiao, Fan · 曹明 · Jingyu, Pan · Jingfeng, Zheng · Ke, Zhao · Li, Hao · Xianglin, Zhang · Yuanyuan, Zhang

International Journal of Hydrogen Energy 2024

具体参数

质子电导率

{'zh': '0.350', 'en': '0.350'} S cm⁻¹

磷酸掺杂量

{'zh': '96–117', 'en': '96–117'} %

磷酸保留率

{'zh': '>80', 'en': '>80'} %

水中浸泡后电导率保持率

{'zh': '>83', 'en': '>83'} %

技术优势

长期运行不流失磷酸

PVP链上的含氮杂环通过酸碱对相互作用锚定磷酸分子，7天后仍保留超过80%。

水中浸泡电导率不跳水

去离子水中浸泡45天后，质子电导率仍保持83%以上，得益于连续孔道结构的稳定性。

甲醇渗透率低

膜的低甲醇渗透性使其在直接甲醇燃料电池中具有应用优势。

应用场景

• 高温质子交换膜燃料电池：高磷酸保留率与连续孔道确保高温低湿工况下的高电导率。
• 氢能燃料电池膜电极：连续质子通路与高磷酸保留直接提升膜电极的电导率与稳定性。
• 电化学储能质子传导膜：水中电导率保持>83%，满足水系储能体系对膜长期稳定性的严苛要求。
• 微流控质子传输：纳米孔连续通道为微流控器件提供低阻力质子传输路径。