Nat. Commun.：导热网络增强氢氧根交换膜电解水稳定性
学术
2025-01-27 21:02
山东
氢氧根交换膜（HEM）水电解因其低成本和优异性能，在绿色制氢方面颇具前景。但是，HEM在强碱性溶液，尤其是原位电解时的稳定性通常不足，这阻碍了HEM电解水器件的商业化。有鉴于此，天津大学姜忠义教授、周凯歌教授、武美玲副教授、蒋浩然教授、中国科学院大连化物所赵云研究员等报道发现HEM的原位稳定性主要受其低导热性导致的局部热量积累的影响。提出了制备具有高效三维（3D）热扩散网络的高导热性HEM，得以增强HEM在电解水催化反应的原位稳定性。要点1. 基于三维导热网络，聚合物HEM的导热率提高32倍，从而在水电解槽中电流密度为1 A/cm²时，可使HEM的温度降低4.9 °C。要点2. 在水电解槽中，这种高导热性HEM在20000次启动-停止的循环后，性能基本上没有衰减，与纯聚合物HEM相比，降解速率降低了6倍。这项研究表明HEM的导热性对水电解耐久性的重要性，为电解水、燃料电池等器件的实际应用和可操作的合理设计高耐久性的HEM提供指导。
Wang, W., Guo, R., Zheng, A.et al. Promoting in-situ stability of hydroxide exchange membranes by thermally conductive network for durable water electrolysis. Nat Commun 16, 934 (2025).DOI: 10.1038/s41467-025-56262-6https://www.nature.com/articles/s41467-025-56262-6
