双磺化工程构筑磺化ZIF-8增强的醋酸纤维素基混合基质膜用于可持续直接甲醇燃料电池

《Materials Today Sustainability》：Dual Sulfonation Engineering of Cellulose Acetate-Based Mixed-Matrix Membranes Reinforced with Sulfonated ZIF-8 toward Sustainable Direct Methanol Fuel Cells

　　

研究人员采用双磺化策略制备了高性能混合基质膜。磺化ZIF-8在膜内构建了高效的质子传导通道。该复合膜表现出高质子传导率和低甲醇渗透性。优异的电化学选择性使其在单电池直接甲醇燃料电池中表现出具有竞争力的性能。该膜为低温直接甲醇燃料电池提供了一种替代Nafion?的高性价比选择。

全球能源需求持续增长与化石燃料燃烧导致的温室气体排放问题日益严峻，发展可持续电化学能源转换技术成为迫切需求。直接甲醇燃料电池（DMFC）因能量密度高、工作温度低、液体燃料易储存等优点而受到广泛关注，但其商业化进程受限于质子交换膜（PEM）的性能和成本。Nafion?117虽为基准膜，但价格高昂、甲醇渗透严重、高温稳定性差，因此亟需开发基于可再生资源的低成本PEM。醋酸纤维素（CA）源于