膜和离聚物的阴离子交换聚电解质( Anion exchange polyelectrolytes for membranes and ionomers )

N Chen YM Lee

阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）作为一种低成本的未来清洁能源转化和利用的燃料电池技术引起了人们的极大兴趣。由于在碱性条件（如Ag、Ni和Co）下使用非铂族金属作为电催化剂，AEMFCs被认为是最有前途的质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的替代品，解决了与PEMFCs相关的成本问题。在此，我们重点研究了AEMFCs的一个关键课题--阴离子交换聚电解质(AEPs)，它是低成本AEMFCs的关键材料。具体而言，AEPs已被用作阴离子交换膜(AEM)和AEMFCs中的粘结剂（或离聚物）。多年的研究使得AEMFCs最近取得了前所未有的进展，特别是在功率密度和耐久性方面。由于近年来高性能AEPS的发展，这些性能与PEMFCS相当或更高。目前，大多数的AEPs都集中在AEMs的应用上，离聚体研究的重要性还没有得到广泛的认识。此外，目前还缺乏对AEMs和离聚物性能进行系统比较的全面综述，使得AEMFCs的未来研究尚不明朗。本文系统、全面地综述了AEPs的发展概况，着重介绍了阳离子物种和聚合物主链结构对耐久性的重要性，并强调了离聚体研究的重要性。通过比较AEMs和离聚物的优缺点，进一步描述了AEMs和离聚物的区别，以准确指导AEMFCS的未来研究。我们涵盖了合成方法，降解机制，提高性能的策略，水传输行为，结构设计准则，以及AEMs和离聚物的新挑战。这一综述有望进一步扩大对AEM和离聚物的理解，并为未来AEMFCs的AEM和离聚物的设计提供未来的方向。

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