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　　近日，中國科學院大連化學物理研究所燃料電池研究部醇類燃料電池及復合電能源共性核心技術研究組研究員王素力和孫公權團隊，在高溫聚合物電解質(zhì)膜方面取得新進展。該工作研發(fā)出一類磷酸摻雜聚聯(lián)苯基***電解質(zhì)膜，拓寬了高溫聚合物電解質(zhì)膜燃料電池（HT-PEMFC）的操作溫度，為該類電池的實際應用奠定了基礎。

　　HT-PEMFC因具有耐CO毒化能力強、水熱管理簡單等優(yōu)勢而備受關注。傳統(tǒng)的磷酸摻雜聚苯并咪唑膜由于磷酸與聚苯并咪唑之間的結(jié)合能（約17kcal/mol）低，在低溫、高濕環(huán)境下磷酸流失嚴重，致使該類電池工作溫度限制在140至180℃。拓寬高溫聚合物電解質(zhì)膜的工作溫度，將有助于縮短電池啟動時間，提高電池的環(huán)境適應性。

　　該研究利用***陽離子與H₂PO₄^-間的高結(jié)合能（約109kcal/mol）這一特點，研制出一類新型磷酸摻雜聚聯(lián)苯基***電解質(zhì)膜。審稿人認為，“該工作首次將***基電解質(zhì)膜應用于HT-PEMFC領域”。該研究通過取代基效應調(diào)控***陽離子周圍的空間位阻、聚合物電解質(zhì)膜的親疏水性和自由體積，進一步提高了電解質(zhì)膜與磷酸間的相互作用（磷酸摻雜度較傳統(tǒng)聚苯并咪唑提高約1倍），將電解質(zhì)膜的工作溫度拓寬到40至160℃。特別是在120℃、干氣進料這一“汽車中燃料電池的理想運行條件”下，該類膜組裝的燃料電池峰值功率密度超過1.5W/cm²，且穩(wěn)定運行時間超過1000h，展現(xiàn)了該類聚合物電解質(zhì)膜的優(yōu)勢與實際應用潛力。

　　相關研究成果以Alkyl-substituted poly(arylene piperidinium) membranes enhancing the performance of high-temperature polymer electrolyte membrane fuel cells為題，發(fā)表在《材料化學A》（Journal of Materials Chemistry A）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金等的支持。