華中科技大學(xué)譚必恩教授團(tuán)隊(duì)與福州大學(xué)徐剛教授團(tuán)隊(duì)合作在ChemSusChem期刊上發(fā)文對(duì)共價(jià)三嗪框架（CTFs）在燃料電池中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，文章重點(diǎn)探討了CTFs在極端條件下的穩(wěn)定性、負(fù)載磷酸后高質(zhì)子傳導(dǎo)性及其吡啶氮對(duì)H3PO4氫鍵的活化作用機(jī)制。
質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）是用于燃料電池車輛的首選技術(shù)。作為PEMFC核心部件的質(zhì)子交換膜（PEM）需要在極其苛刻條件下能夠保持正常工作。目前，開發(fā)在無水高溫（>80°C）條件下具有高質(zhì)子傳導(dǎo)性能的PEM，仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。 華中科技大學(xué)譚必恩教授團(tuán)隊(duì)與福州大學(xué)徐剛教授團(tuán)隊(duì)合作研究發(fā)現(xiàn)負(fù)載非揮發(fā)性高沸點(diǎn)H3PO4的CTFs可以作為PEM材料在高溫?zé)o水條件下具有優(yōu)異的質(zhì)子傳導(dǎo)性。研究表明：CTFs的吡啶氮含量越高，質(zhì)子電導(dǎo)率越高。與含吡啶氮較少的H3PO4@CTF-L相比，H3PO4@CTF-H在150℃無水條件下具有更高的質(zhì)子電導(dǎo)率，高達(dá)1.6 ×10 -1 S cm -1，在空氣中暴露約18個(gè)月后不衰減。其突出的穩(wěn)定性主要?dú)w功于CTFs的三嗪環(huán)連接結(jié)構(gòu)。優(yōu)異的質(zhì)子傳導(dǎo)性能與Ntriazine…H+…H2PO4-酸堿對(duì)效應(yīng)有關(guān)。CTFs上的吡啶氮對(duì)H3PO4的活化作用使H+從H3PO4中的解離行為變得更加容易。這有利于提高依賴于Ntriazine…H+…H2PO4-酸堿對(duì)形成和斷裂行為的質(zhì)子傳遞效率。CTFs具有較高的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)可調(diào)性，有望成為下一代燃料電池PEM材料。 論文信息 Hydrogen Bond Activation by Pyridinic Nitrogen for the High Proton Conductivity of Covalent Triazine Framework Loaded with H3PO4 Dr. Manying Liu, Dr. Wei-Hua Deng, Xueqing Wang, Jing Liu, Prof. Shangbin Jin, Prof. Gang Xu, Prof. Bien Tan ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202201298
