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基于二茂铁阳离子聚合物电解质膜的拓扑结构设计、传输效能及稳定机制
项目类别:国家自然科学基金面上项目
参与人员:倪宏哲,李贞玉,初少刚
起止日期:2021.01-2024.12

碱性阴离子交换膜燃料电池作为燃料电池发展的新方向,其核心组件阴离子交换膜目前仍面临离子传导率较低、耐碱稳定性较差等问题。可见,要获得在高温高碱条件下仍具有较高阴离子传导率的膜材料更是一个挑战。文献和课题组研究发现无醚键主链和金属阳离子具有很好的耐碱稳定性,相分离结构有助于提高传输效率。本项目拟通过拓扑结构设计构建含有哌啶阳离子基团的无醚键聚芳基主链,再引入含不同长度烷基链间隔的二茂铁阳离子基团。发挥哌啶阳离子和二茂铁阳离子双功能化基团作用及无醚键主链和微相分离结构的协同作用提高膜在高温高碱条件运行下的化学稳定性和传导特性。研究微相有序聚集结构的控制方法,离子通道形成的分子机制,主链结构以及侧链长度等参数对耐碱稳定性影响的演变规律,揭示降解机理,建立结构与性能的关系,阐明离子传输效能,解决离子传导率与膜尺寸稳定性的“trade-off”效应。为制备出高性能的阴离子交换膜提供新思路与科学依据。