酸碱性两性水电解（AAA-WE）可以在降低电压和能耗的情况下生产绿色氢气。然而，它对离子交换膜同时具有高离子电导率和H⁺/OH⁻阻隔性能的矛盾要求阻碍了其发展。近日，温州大学Xue Lixin、浙江工业大学Huang Fei将定向纳米片组成的各向异性聚苯并咪唑离子溶液化膜用于高效的酸碱两性水电解。

本文要点：

1) 作者报道了由凝胶态PBI（PBI-gel）膜通过2D偏振/1D收缩工艺制备成由数百层纳米片（PBI-aNS）制成的各向异性聚苯并咪唑（PBI）离子溶剂化膜（ISM），其中松散堆积的多层PBI纳米纤维收缩成数百层紧密的纳米片。所得到的PBI-aNS膜具有优异的双离子导电性（H⁺和OH⁻）、良好的酸/碱阻隔能力和可靠的机械性能。

2) 使用PBI-aNS隔膜的酸碱两性水电解（AAA-WE）在1.4 V（带iR校正）下，并在6.1 mV h⁻¹的电压增加率下，实现了1 A cm⁻²的高电流密度。这种新设计的ISM有助于开发具有高绿色氢气生产效率的水电解装置。

参考文献：

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