学术科研
研究进展
当前位置: 首页 >> 学术科研 >> 科研成果 >> 研究进展 >> 正文

化工学院在二维材料质子传导领域取得重要进展



时间:2019-10-22 作者: 点击:[]


近日,我校化工学院郝广平教授与诺贝尔奖获得者Andre Geim教授团队合作,发展了新型二维材料质子膜材料,实现了高温质子传导器件的制备,相关成果发表于国际权威期刊《Nature Nanotechnology》上(https://doi.org/10.1038/s41565-019-0536-5IF = 33.407)。

质子导体材料,尤其是质子传导膜在基础化学品生产(离子膜法氯碱工业)、清洁能源(质子交换膜燃料电池)及其他化工、冶金行业有广泛的应用。全氟磺酸质子交换膜(美国杜邦发明)由于具有化学稳定性好、质子传导率高、机械强度好等优点,应用最广泛。然而,目前质子膜的传导率及热温稳定性问题目前尚无有效的解决思路。高性能质子膜材料的开发一直是研究难点与热点。

曼彻斯特大学诺贝尔奖获得者Andre Geim教授团队首次证实,室温条件下,热质子能够以超出预期的速率通过石墨烯等二维材料(Nature 2014, 516, 227; Science, 2016, 351, 68)。虽然石墨烯及类石墨烯二维材料具有质子传导特性,然而,相比传统质子导体,其传导能垒要高出一个数量级。针对上述瓶颈问题,我校化工学院郝广平教授Geim教授团队合作,实现了高温质子传导器件的设计制备发现二维云母材料独特的高温质子传导性质,并且质子传导速率高出石墨烯等二维材料1-2个数量级。二维云母材料结构单元内的羟基起到质子传导的桥梁作用层间质子交换后,构成低能垒传导通路,500 oC时,面传导率可达100 Scm-2该研究成果也可拓展至其他二维材料,为开发高温质子交换膜提供新思路。

近年来,郝广平教授先后作为洪堡学者、玛丽居里学者在国际有重要影响力的研究团队从事多孔材料孔结构、表面化学及结构单元调控研究,在传导、分离方面取得多项重要成果。郝广平教授是上述研究成果的共同第一与通讯作者。

 

 

 

上一条:金属-有机限域超分子结构的可控构筑与催化反应调控研究进展 下一条:金属硅化物:基础、制备及催化应用

关闭