质子交换膜燃料电池（PEMFCs）因其高效能与零碳排放特性，在移动能源与可再生能源存储领域占据重要地位。其中，高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFCs）因可在100℃以上运行以提升电极反应动力学、降低水热管理成本和提高贵金属催化剂使用寿命，成为高能量密度场景的核心方向。然而，开发兼具无水质子传导性、高温机械稳定性、加工柔性及气体阻隔性的质子交换膜（PEMs）仍是全球挑战——传统含氟或非氟磺化聚合物在高温、低湿度环境下质子传导失效。同时，目前已经发展的基于液态磷酸、咪唑的高温复合质子交换膜，质子载体易泄漏，同时使用的刚性聚合物基体则面临加工困难与气体渗透性高的问题，这些因素都严重制约了HT-PEMFCs的实用化进程。

  华南理工大学殷盼超教授团队基于前期在该领域的研究，总结并讨论了基于亚纳米多金属氧簇—聚合物复合质子交换膜的设计策略、研究进展和应用前景（Chem. Eur. J. 2024, 30, e202402262）。

文章图片摘要

  近期，针对高温质子交换膜材料的开发，团队采用“刚柔并济”分子工程策略：通过聚合物刷—金属氧簇超分子复合设计出综合性能优异的高温无水质子交换膜。该材料以聚乙二醇（PEG）侧链的聚合物刷为骨架，与1 nm超酸性金属氧簇（PW₁₂）通过氢键与离子作用构筑纳米复合材料，实现了质子传导与机械性能的解耦。该体系有如下优势：（1）高效质子传输：PEG侧链与PW₁₂簇强亲和性构建密集质子通道，PW₁₂簇在PEG中以高负载均匀分散，促进质子在拥挤簇间跳跃。（2）高温结构稳定：刚性聚合物主链与超分子键协同作用，使材料在250℃下保持结构完整，力学强度和高温稳定性相比于线性PEG-POM体系大幅度提高。（3）高安全兼容性：致密超分子凝聚网络结构极大抑制了氢气交叉渗透，使用制备的柔性薄膜所组装高温燃料电池实现在180 ℃稳定运行。

图1. 复合材料的制备和结构性能表征

图2. 聚合物链弛豫和离子传输动力学

图3. 电化学性能测试和离子扩散行为

图4. 高温氢燃料电池性能和稳定性测试

  这项研究工作不仅成功开发出一种具备优异质子传导性、机械性能、气体阻隔性能和可加工性的新型高温质子交换膜，更为高温燃料电池技术的发展提供了关键材料支持。同时，基于聚合物和金属氧簇的超分子复合策略为未来高性能、低成本、可持续的能源转换关键材料的开发提供了设计策略，有望推动高温氢燃料电池在全球能源转型中发挥更大作用。

  以上成果近期以“Nanocomposites from Polymer Brushes and Metal Oxide Clusters for Fabrication of High-Temperature Fuel Cell Proton Exchange Membranes”为题发表在国际著名期刊《Small》上。文章的第一作者为华南理工大学博士生刘禄，通讯作者为华南理工大学殷盼超教授。

  该研究得到国家自然科学基金（22241501和92261117）、粤港澳中子散射科学技术联合实验室、中国散裂中子源松山湖科学城开放基金（DG24313519），TCL科技创新基金（No.20222056）和上海同步辐射BL16B1和BL10U1线站的支持。华南理工大学课题组本科生黄佳艺（现卡内基梅隆大学博士生）、海南大学张明鑫副研究员和华南理工大学张荣纯教授为材料制备与表征做出重要贡献。

  文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202504372#pane-pcw-details

殷盼超课题组师资博士后招聘启事（年薪34-57万）

团队简介：

  团队负责人殷盼超教授分别在清华大学、Lehigh University获得学士和博士学位，在University of Akron完成博士后研究，曾荣获Clifford Shull Fellow职位加入Oak Ridge National Laboratory开展独立研究，2017年回国加盟华南理工大学。兼任中国物理学会中子散射专业委员会、中国散裂中子源用户委员会、中国化学会高分子材料分析技术与表征方法专业委员会委员。发表SCI论文180余篇，主持基金委重点、海外高层次青年人才项目、重大研究计划培育、国际合作和面上项目，国家重点研发计划核心课题等项目20余项。受邀在第18届国际小角散射大会和第九届全国中子散射会议做大会报告。入选2017年福布斯中国医疗、健康和科技组30位30岁以下精英榜。

  课题组目前研究兴趣为开发基于X光和中子散射的多时空维度实验和数据解析方法，研究复杂材料体系制备-结构-性能中的微观机制和构效关系，实现材料多功能微观机制解耦和多功能有效集成。

博士后福利待遇：

  1，税前年薪34万元至57万元，出站考核优秀学校奖励特别资助3万元、5万元；

  2，可自主支配科研经费 20 万元；

  3，提供校区内博士后公寓，学校无房时发放租房补贴2000元/月；

  4，为子女提供附属中、小、幼优质教育资源；

  5，享受学校公费医疗等福利待遇；

  6，可按广东省、广州市人才政策办理相关人才绿卡；

  7，出站后留粤工作，省或市财政额外给予30万元至50万元住房补贴(3年)；

  8，进站满18个月至出站后1年内，可按学校规定评定高级职称，出站起点更高；

  9，出站考核优秀获得学校特别资助的，获得留校工作资格。

  欢迎具有物理、化学、高分子、材料等相关专业背景的同学加入！

  电子邮件：yinpc@scut.edu.cn

  课题组网站：http://www2.scut.edu.cn/panchaoyin