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2024-09-09

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近期，北京理工大学王博教授与冯霄教授开发了α-氨基酮连接的共价有机骨架(COF)离子聚合物，与Nafion交织在一起，充当“可呼吸”的质子导体。这种方法利用氢键的协同作用保留水分，增强了水合作用和质子传输，同时降低了氧气传输阻力。对于商用 Pt/C，MT PEMFC在 105°C 温度下以 H₂和空气为燃料，阴极每毫克 Pt 的峰值功率密度和额定功率密度分别达到 18.1 瓦特和 9.5 瓦特，与缺乏 COF 的电池相比，分别提高了 101% 和 187%。相关研究成果以题为“Oxygen- and proton-transporting open framework ionomer for medium-temperature fuel cells”发表在最新一期《Science》上。

图源：Science

本文强调了新型透气开放框架离子聚合物对MTPEMFC性能的重大影响。与传统的Nafion系统相比，α-氨基酮连接的Am-COF-3-SO₃H离子聚合物表现出优异的保水性、质子传导性和氧传输效率。这些增强功能提高了燃料电池在低和中工作温度下的性能，具有在稳态和高功率需求之间的操作灵活性至关重要的实际应用中的潜力。

研究人员强调，他们的工作代表了质子交换膜燃料电池离子聚合物设计的重大进步，为解决高温下脱水和气体传输带来的挑战提供了一种新颖的解决方案。计算模拟、实验分析和现实燃料电池测试相结合，可以全面了解Am-COF-3-SO₃H如何提高性能，使其成为未来燃料电池技术的有希望的候选者。

文章链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq2259

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