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酸堿性兩性水電解（AAA-WE）可以在降低電壓和能耗的情況下生產綠色氫氣。然而，它對離子交換膜同時具有高離子電導率和H⁺/OH^?阻隔性能的矛盾要求阻礙了其發展。近日，溫州大學Xue Lixin、浙江工業大學Huang Fei將定向納米片組成的各向異性聚苯并咪唑離子溶液化膜用于高效的酸堿兩性水電解。

本文要點：

1) 作者報道了由凝膠態PBI（PBI-gel）膜通過2D偏振/1D收縮工藝制備成由數百層納米片（PBI-aNS）制成的各向異性聚苯并咪唑（PBI）離子溶劑化膜（ISM），其中松散堆積的多層PBI納米纖維收縮成數百層緊密的納米片。所得到的PBI-aNS膜具有優異的雙離子導電性（H⁺和OH^?）、良好的酸/堿阻隔能力和可靠的機械性能。

2) 使用PBI-aNS隔膜的酸堿兩性水電解（AAA-WE）在1.4 V（帶iR校正）下，并在6.1 mV h^?1的電壓增加率下，實現了1 A cm^?2的高電流密度。這種新設計的ISM有助于開發具有高綠色氫氣生產效率的水電解裝置。

參考文獻：

Zequan Huang et.al Anisotropic Polybenzimidazole Ion-Solvating Membranes Composed of Aligned Nano-Sheets for Efficient Acid-Alkaline Amphoteric Water Electrolysis Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202303481

https://doi.org/10.1002/aenm.202303481