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23
2026
-
06
Angew: 摆脱强酸，面向规模化制氢的阴离子交换膜新路径
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背景
在碳中和与氢能经济快速发展的背景下，阴离子交换膜水电解（AEMWE）被视为兼具*率与低成本的关键制氢技术。其中，阴离子交换膜（AEM）作为核心部件，直接决定了离子传导效率、稳定性以及整体器件性能。近年来，高性能AEM多依赖于强酸（如三氟甲磺酸）催化的聚合策略。这类方法虽能获得优异的离子电导率，但其强腐蚀性、高安全风险、复杂操作以及难以回收等问题，严重制约了工业放大与商业化应用。因此，开发一种既具备高性能又具备安全性和可规模化优势的合成路线，成为AEM领域亟需突破的关键问题。
创新
近日，苏州大学严锋教授团队提出了一种非强酸催化的聚合新策略，以甲磺酸替代传统强酸，实现了更安全、低成本且可规模化的膜材料制备。在材料设计上，引入冠醚结构发挥双重功能：一方面扩大聚合物链间距，构建连续的亲水离子传导通道；另一方面通过与钾离子的配位作用削弱K⁺–OH⁻之间的静电作用，从而降低电解质解离能并显著提升氢氧根离子的迁移效率。得益于这种分子层级的结构调控，所得膜材料在80°C下实现了高达628.93 mS cm⁻¹的碱性电导率，并在水电解中达到8.8 A cm⁻²（2.0 V）的高电流密度，同时展现出优异的长期稳定性。这一性能组合在无需依赖贵金属与危险化学体系的前提下实现，具有重要突破意义。
意义
该工作从源头上解决了“高性能与可制造性难以兼顾”的核心矛盾，将AEM的设计从“依赖极端条件”转向“可工业化实现”的新范式。更重要的是，这一策略不仅提供了安全、经济且可扩展的合成路径，也通过分子结构设计实现了离子传输机制的优化，为高性能电解水体系提供了新的材料基础。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/LawGEkxQU8XYoSXCja2hNg
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