氢氧化物交换膜 (HEM) 水电解由于其成本低廉和优异的性能而有望实现绿色制氢。 然而，HEM 在强碱性溶液中往往稳定性不足，特别是在原位电解操作条件下，阻碍了其商业化。

近日，天津大学Meiling Wu，Zhongyi Jiang，Kai-Ge Zhou，Haoran Jiang，中科院大连化物所Yun Zhao发现 HEM 的原位稳定性主要受到其热导率低导致的局部积热的影响。

文章要点

1）研究人员提出了具有高效三维 (3D) 热扩散网络的高导热 HEM，以提高 HEM 在水电解中的原位稳定性。

2）基于 3D 导热网络，聚合物 HEM 的热导率提高了 32 倍，从而在电流密度为 1 A cm⁻² 的水电解槽中将 HEM 温度降低了 4.9 °C。因此，导热性 HEM 在 20,000 次启动/停止循环后几乎不会发生降解，与水电解器中的纯聚合物 HEM 相比，降解率降低了 6 倍。

这项研究表明了 HEM 的导热性对水电解耐久性的重要性，为在水电解、燃料电池等实际运行条件下合理设计高耐久性 HEM 提供了指导。

参考文献

Wang, W., Guo, R., Zheng, A. et al. Promoting in-situ stability of hydroxide exchange membranes by thermally conductive network for durable water electrolysis. Nat Commun 16, 934 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-56262-6

https://doi.org/10.1038/s41467-025-56262-6