机械增强型聚对二甲苯涂层ePTFE骨架复合质子交换膜的制备及其在燃料电池与水电解中的应用

本文创新性地采用化学气相沉积（CVD）技术在膨体聚四氟乙烯（ePTFE）骨架上构建聚对二甲苯（PPX）涂层，成功解决了疏水性ePTFE与极性全氟磺酸（PFSA）聚合物的相容性问题。通过羟基功能化PPX-OH和商用PPX-C的协同作用，复合膜展现出26-30 MPa的拉伸强度和85%-132%的延伸率，在65°C/50%RH低湿条件下仍保持≥0.73 A·cm-2的优异性能，为质子交换膜燃料电池（PEMFC）和电解水（PEMWE）系统提供了兼具机械强度与电化学性能的新型解决方案。

　　

Highlight亮点聚焦

通过创新的气相沉积技术，我们在ePTFE骨架上构建了纳米级聚对二甲苯（PPX）功能涂层，这种"分子盔甲"使复合膜同时具备媲美铠甲的机械强度和质子高速公路般的传导性能。

Material材料精选

实验采用NURI TECH公司提供的二氯[2.2]对环芳烷（PCP-C）作为聚对二甲烯（PPX）化学气相沉积的关键前体，所有试剂均未经纯化直接使用，展现了工业化生产的可行性。

Parylene coating on ePTFE scaffolds聚对二甲苯涂层技术

在ePTFE骨架上，我们像给建筑搭钢结构般精准构筑了两种PPX涂层：商业级PPX-C如同防弹玻璃提供基础保护，而羟基化PPX-OH则像智能黏合剂大幅提升NMP溶剂的浸润性。这种"双涂层策略"使复合膜拉伸强度提升300%，孔隙填充率接近100%，完美规避了传统溶液法常见的气泡和桥接缺陷。

Conclusion研究结论

这项研究开创性地将微电子领域成熟的PPX-CVD技术移植到能源材料领域，就像给质子交换膜装上了"纳米级减震系统"。功能化涂层使复合膜在65°C/50%RH严苛条件下仍保持0.73 A·cm^-2的高效输出，机械寿命延长3倍，为重型燃料电池汽车提供了革命性解决方案。