氢键网络调控的共价有机框架膜实现高效阴离子传输

近年来，阴离子交换膜(AEMs)在燃料电池、电池和电解槽等能源应用中扮演关键角色，但提升氢氧根离子(OH?)传导率仍是挑战。研究人员通过设计含定制氢键网络的共价有机框架(COF)膜，成功合成不同羟基含量的腙键COF膜，最优样品在80°C下实现263.14 mS cm?1的超高OH?电导率，为新型AEM材料开发提供理论指导。

　　

近年来，阴离子交换膜(Anion Exchange Membranes, AEMs)因其在燃料电池、二次电池和电解装置等能源技术中的核心作用而备受关注。然而，如何提升氢氧根离子(OH^?)在膜材料中的传导效率始终是领域内亟待突破的瓶颈。

最新研究通过精巧设计共价有机框架(Covalent Organic Framework, COF)膜材料的氢键网络结构，开辟了阴离子传输新路径。科研团队采用腙键连接的COF作为基础骨架，通过调控材料中羟基官能团的含量，实现了氢键网络的连续性优化。实验数据显示，具有最优氢键网络结构的COF膜在80°C工作温度下，氢氧根离子电导率可达惊人的263.14毫西门子每厘米(mS cm^?1)，这一突破性进展不仅揭示了阴离子传输的微观机制，更为下一代高性能阴离子交换膜的开发提供了创新材料平台。

该研究通过分子层面的结构设计，巧妙利用氢键网络这一"离子高速公路"，成功解决了传统AEM材料中离子传导率不足的难题。这种基于COF的膜材料展现出卓越的离子传输性能，有望推动燃料电池等清洁能源技术的跨越式发展。