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　　在陰離子交換膜燃料電池的實際應用中，氫氧根離子穿過陰離子交換膜從陰極到陽極。大多數陰離子交換膜表現出各向同性的陰離子電導率，甚至是不利的各向異性，即與面內方向相比，透過面方向的電導率更低。采用相分離等常用策略往往無法有效解決該問題，部分利用電場或磁場定向增強陰離子導電性的研究也只取得了有限改善。

　　針對此問題，該課題組使用磁場在順磁性二茂鐵鹽陰離子交換膜中構建了透過面取向的傳輸通道。這一策略沿用了課題組最近在質子交換膜領域取得的進展，將同時具有磁響應能力與離子傳導能力的材料拓展到了陰離子交換膜領域。高相對分子質量主鏈化學惰性聚乙烯基二茂鐵通過配體交換可獲得烷基取代基效應以提高其穩(wěn)定性。二茂鐵部分氧化(即離子化)后可使聚合物具有適當的離子交換容量，在導電性和尺寸穩(wěn)定性及機械強度之間實現平衡。

　　研究表明，構造透過面取向的結構和混合價態(tài)茂金屬化學結構是優(yōu)化陰離子交換膜性能的一種有效方法，并有望超越傳統的相分離策略。磁場誘導的混合價態(tài)顯示出超常的堿和氧化還原穩(wěn)定性，這在正常條件下是無法實現的，為進一步的材料創(chuàng)新提供了參考。

　　由于陰離子交換膜在燃料電池、二氧化碳和水電解方面可以通用，該研究工作中開發(fā)的材料在可再生和清潔能源的多個領域都具有應用前景。此外，在其他需要定向傳質的領域，包括電池隔膜和反滲透膜，如果能構建取向傳輸通道結構，也有望獲得顯著的性能改善。