热烈祝贺课题组周永南研究工作在《Journal of Membrane Science》发表
近日，Journal of Membrane Science (中科院Top 1区，影响因子：9.0）发表我课题组在碱性电解水领域的最新成果。论文题目为《Confined assembly of anion-exchange composite membranes by in situ growth of ZIF-8 for boosting water electrolysis and flexible zinc-air battery》。
本研究通过限域原位生长技术构建稳定有序的离子传输通道，同时通过荷吸附和物理吸附的协同效应提高离子在膜内的保留能力，成功制备了一系列阴离子交换复合膜——细菌纤维素/沸石咪唑酯骨架/季铵化羟乙基纤维素BC@ZIF-8/QHEC-X（X = 1～3wt%）。在这些膜中，BC基质通过原位生长引入耐碱性的ZIF-8框架，进一步通过灌注和化学交联将QHEC引入BC@ZIF-8中。基于膜内形成强氢键网络，包括羟基、季铵基团和水分子，复合膜表现出高效的阴离子传导性和稳定性。季铵基团同时充当OH-跳跃位点，ZIF-8的“笼”状结构促进离子传输。因此，该膜在80℃的纯水中实现了19.51 mS cm−1的最佳电导率。不仅如此，这种软硬段复合材料具有优异的吸水性和机械性能，使其适用于碱性环境。当BC@ZIF-8/QHEC-2用于碱性阴离子交换膜水电解系统，采用非贵金属的催化剂在2.0 V和80℃下可实现2.0 A cm−2的高电流密度。组装成柔性锌空气电池时，室温下表现出135.15 mW cm−2的优异功率密度。因此本AAEM的方法为不同电化学能源应用场景开辟了新的途径。
论文第一作者为博士生周永南，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2025.124593