研究发现：交联剂长度影响AEM燃料电池性能

《盖世汽车报》的阴离子交换膜燃料电池（AEMFC）使用氢气发电，被认为是目前使用的质子交换膜燃料细胞的替代品。然而，在碱性条件下，阴离子交换膜存在稳定性问题。尽管这个问题可以通过交联来克服，但交联剂长度对AEMFC电池性能的具体影响尚不清楚。据外媒报道，韩国科学家最近阐明了含氧交联剂的有效性，利用交联剂的最佳长度制造出性能更好的新型AEMFC电池。

为了改善生态环境，用绿色能源取代化石燃料，氢气作为一种潜在的替代品备受关注。在燃料电池中，它可以用来发电，而产生的唯一副产品是水。然而，由于研究最广泛的质子交换膜燃料电池面临成本高和稳定性差的问题，这项技术尚未完全准备好商业化。相反，用于阴离子交换膜（AEM）燃料电池的催化剂具有更低的成本和更好的性能。这些类型的电池使用聚合物电解质来循环氢氧根离子而不是质子。提高这种电解质性能的一种方法是通过分子侧链将聚合物单元连接在一起，称为交联。尽管含氧交联剂具有亲水性，可以提高AEM的稳定性和离子导电性，但交联剂的长度可以定义氧原子的数量，其具体影响尚不清楚。在最近的一项研究中，仁川国立大学的科学家制备了具有铵离子导电基团的长AEM聚合物，并使用不同长度的含有环氧乙烷的交联剂将这些分子结合在一起。他们进行了大量实验，以比较使用不同长度交联剂的AEM的性能，包括机械和热财产、保水能力、氢氧化物离子电导率、形态和稳定性。科学家们最终阐明了交联剂长度过长会降低AEM性能的相关机制。研究负责人金泰贤教授，他说：“人们可能认为含氧交联剂具有更高的亲水性和更好的离子导电性。然而，研究结果表明，过量重复的氧单元会增加最终材料的结晶度或有序度，从而降低亲水性，最终损害AEM的许多理化财产。“研究人员确定了交联剂的最佳长度。在此基础上，制备了AEM燃料电池，发现其性能显著超过了没有氧交联剂的AEM。Kim教授说，”我们的主要结论是，有效的策略是在最佳长度的交联剂中添加环氧乙烷等高亲水性分子，这将提高AEM的基本性能及其在燃料电池中的实际性能。“就实际应用和商业化而言，AEM燃料电池仍需改进，但这项研究促进了新一代环保能源的开发。

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