通过芘堆叠骨架结构增强离子交换膜（AEM）的OH?导电性和碱性稳定性，以用于水电解

质子交换膜通过π-π相互作用增强碱稳定性与电导率，形成离子簇微域提升离子传输效率，同时降低质子迁移活化能，实现160 mS/cm高电导率和长期稳定运行。

　　

摘要

利用阴离子交换膜（AEMs）的氢能技术由于其在商业上的成本效益潜力而受到了越来越多的关注。然而，该技术仍面临导电性和长期稳定性方面的挑战。本文提出了一种创新方法，通过π-π相互作用来提高AEMs的耐碱性和导电性。聚合物主链中的协同π堆叠网络通过定向自组装诱导阳离子的长程聚集，形成离子簇微域。这些纳米限制环境提高了局部氢氧根离子的浓度，从而增加了局部区域内可利用的离子跳跃位点的密度。此外，芘的电子供体效应有效降低了季铵阳离子附近β-H的静电势，从而增加了OH^?亲核攻击的能量障碍。所制备的AEMs表现出优异的性能，具有高导电性（160 mS/cm）和出色的耐碱性（在80°C下，2 M KOH溶液中1950小时后导电性仅下降0.35%）。这些优良的性能使得膜电极组件（MEA）能够在1.8 V电压下实现2.58 A/cm²的电流密度，并在耐久性测试中保持稳定运行超过700小时。