化工系膜中心王保国教授课题组，围绕阴离子交换膜（AEMs，碱性膜）为基础的电解水制氢过程开展研究，为大规模“绿氢”制造奠定膜材料基础。现有阴离子交换膜存在耐碱性差、性能衰减显著的问题，严重制约电化学能源储存与转化技术发展。设计稳定的高分子结构是提升AEMs 稳定性本质途径。现有 AEMs 的寿命短、膜性能不稳定的根本原因，在于高分子本身化学结构耐碱性较差。

论文从两方面展开分析，一方面是由于包含杂原子（O、S 等）键的聚合物主链，在氢氧根OH^-的攻击下易发生断裂；另一方面，季铵盐阳离子结构在高浓度碱性水溶液中，发生亲核取代或霍夫曼消除反应，降低AEMs离子导电性。为了获得高稳定的碱性离子膜，近年来，围绕耐碱高分子材料的分子设计开展大量工作。该课题组撰写综述论文，从碱性膜材料的高分子骨架和阳离子基团两个角度出发，针对膜材料耐碱性，重点阐述聚烯烃和聚芳基的主链结构，以及非金属中心、金属中心，两类阳离子的分子结构设计策略，展望高稳定碱性膜的结构设计规律及主要挑战，为设计与合成高性能碱性离子膜，满足清洁能源转化与储能膜过程提供新思路。

详见：化工学报 2021年 第72卷 第8期，3891-3906

DOI：10.11949/0438-1157.20210020