新型结构可控菌紫质生物质子交换膜的性能与质子传导机理研究

作为燃料电池的重要组成部分，质子交换膜的研究对推动清洁能源的应用与发展起着至关重要的作用，如何获得低成本、高性能且环境友好的新型质子交换膜已成为全球的关注焦点。本课题拟利用功能蛋白质- - 菌紫质独特的质子泵功能与天然的膜内质子通道，通过分子自组装技术与低价无毒的高分子聚合物合成结构可控的菌紫质单分子膜、多层LB膜和以高分子共聚物膜为支撑体的多层可控复合膜系统，作为新型生物质子交换膜应用于燃料电池的组装，进行质子传导性能与机理的研究。此课题彻底脱开传统的化学改性方法与利用常规化学质子膜作为支撑体或功能蛋白质辅助化学膜质子传递的思路，实现功能蛋白质作为膜上唯一的质子传递体系在燃料电池膜材料的首次应用，为性价比高、环保型质子交换膜的设计提供全新的思路与理论依据，对于推动生物燃料电池等清洁能源的发展，实现能源的可持续利用与环境的保护具有重要意义。