科学家开发新型双聚合物膜提升氢燃料电池性能

在实现可持续发展中，科学家为之努力的一部分是开发氢燃料电池，以便实现氢经济。燃料电池具有独特的优势：能量转换效率高（最高可达70%），副产品是清洁的水。近十年来，通过带负电荷的离子（阴离子）通过膜传输将化学能转化为电能的阴离子交换膜燃料电池（AEMFC）因其与其他类型的燃料电池相比成本低、相对环保而受到关注。但AEMFC虽然价格低廉，但却存在离子传导率低、膜的化学稳定性低、整体性能率低于同类产品等几大缺点。现在，在发表在《材料化学杂志》A上的一项研究中，来自韩国的科学家报告了一种既薄又功能强大的新型双聚合物膜，有助于提升氢燃料电池性能。

为了开发这种新型聚合物膜，科学家们使用了一种新方法：他们在不使用交联剂的情况下，将两种商用聚合物的化学键结合在一起，即聚2,6-二甲基-1,4-苯醚（poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide，PPO）和苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene,SEBS)。领导这项研究的仁川国立大学的金泰贤教授解释说：”以前的一项研究也做了类似的尝试，用二胺作为交联剂交联PPO和SEBS来制造阴离子交换膜（AEMs）。虽然AEMs表现出了很好的机械稳定性，但二胺的使用可能会导致PPO和SEBS之间发生其他反应，这使得很难控制结果膜的特性。因此，在我们的研究中，我们在没有任何交联剂的情况下对PPO和SEBS进行交联，以确保只有PPO和SEBS相互反应。” Kim教授团队采用的策略还包括向PPO中加入一种名为三唑的化合物，以增加膜的离子传导性。获取更多前沿科技信息访问：https://byteclicks.com

使用这种方法制造的膜薄达10μm，即使在95%的室内湿度下也具有优异的机械强度、化学稳定性和导电性。这些共同赋予了膜和相应的燃料电池很高的整体性能，科学家们测试了这种膜。当在60℃下运行时，这种燃料电池表现出300小时的稳定性能，其最大功率密度超过了现有的商用AEM，并可与尖端的AEM相媲美。

对于这种新型有前途的AEM的未来前景，该研究的聚合物电解质膜不仅可以应用于产生能源燃料电池，还可以应用于产生氢气的水电解技术。因此，这项研究将对振兴氢经济起到至关重要的作用。

也许，我们憧憬的那个清洁绿色的世界并不遥远!

使用新方法制造的新型聚合物离子交换膜可以实现比现有燃料电池便宜和高性能的燃料电池，使我们更接近实现氢经济的目标