水资源与水环境重点实验室消息（通讯员 高健）近日，我校水资源与水环境重点实验室汤红英副研究员和中科院山西煤炭化学研究所李南文研究员合作报道了一种具有刚性、高自由体积的Tröger碱衍生聚合物（TB）构成的PA掺杂的本征超微孔膜，其组装的HT PEMFC能够在–20 °C到200 °C的温度范围内运行，无需外部加湿，且允许多次启动和关闭循环，实现了高温燃料电池技术的重大改进和突破。相关研究工作以“Fuel cells with an operational range of –20 °C to 200 °C enabled by phosphoric acid-doped intrinsically ultramicroporous membranes”为题发表在能源领域国际期刊《Nature Energy》上。

传统的质子交换膜燃料电池(PEMFC)在较窄的温度范围内工作。通常，它们使用完全加湿的全氟磺酸膜在80-90℃下运行，或使用非加湿磷酸(PA)掺杂的膜在140-180℃下运行，以避免水凝结导致的PA的浸出。然而，在更宽的温度和湿度范围内工作的能力可以简化热和水管理，从而降低成本。

与传统的PBI/PA膜相比，该超微孔膜具有以下几个优点：（1）可调的亚纳米级微孔，平均孔尺寸为3.3 Å，并表现出惊人的PA虹吸效应；（2）即使在高RH条件下也能保持较高的PA保留率，并且质子传导保留率比传统的PBI/PA膜高1000倍以上；（3）所组成的HT PEMFC在15 °C下进行150次启动/关闭循环后仍然具有高达95%的峰值功率密度保持率，且在-20 °C下也可以完成超过100次循环。

该工作被高分子科学前言、研之成理等学术资讯作为亮点介绍。文章的共同第一作者为汤红英老师和耿康博士，通讯作者为中科院山西煤化所李南文教授，中科院北化所尤伟研究员和天津大学Michael D. Guiver教授。

汤红英主要致力于功能高分子材料相关的能源材料和器件的研发工作，于2019年至今先后在中科院山西煤炭化学研究所及丹麦科技大学能源系进行访问。近年来，以通讯作者或第一作者在国际学术刊物如：Nature Energy, J. Power Source. J. Membr. Sci.等发表了研究论文20余篇，影响因子累计超过100，申请国家发明专利30余项。

图片由水资源与水环境重点实验室提供

编辑：孟宏发