壳聚糖-沸石分子筛杂化膜自由体积调控与质子通道构建

直接甲醇燃料电池膜目前存在着甲醇渗透率高、质子传导率低的瓶颈问题，原因之一是膜的微观结构和传递特性之间的关系研究缺乏有效的方法和手段。本项目拟基于对膜的自由体积特性与阻醇特性之间关系、质子通道结构与质子传导率之间关系的研究，设计并制备高分子－无机杂化膜，通过调整高分子链的刚柔性来改善杂化膜中有机－无机界面结构形态，消除非理想性效应，优化杂化膜内自由体积孔穴大小和浓度等自由体积特性，改善膜的阻醇性能；构建新颖的质子传递通道，减小质子在传递过程中对水分子的依赖性。.有机－无机杂化膜材料能够将高分子膜材料和无机膜材料的优点加以综合，创造出单一膜材料难以获得的微观结构形态以及相应的宏观传递特性。项目以自由体积特性调控和无水质子通道构建为切入点，以解决Trade-off效应为目标，将实验研究与分子模拟计算相结合，对促进质子交换膜燃料电池研究具有重要的理论意义。