组长：杨正金（优青，教授，博导）

成员：彭康（博士后）、李良清（博士后）、唐珙根（博士后）、方骏凯（2020硕博）、邹文浩（2022博）、凌忍恶（2023博）、李玘璇（2023博）、莫晓薇（2024博）、胡涛（2024博）、刘玉琳（2022硕）、陈思宇（2023硕）、马欣驰（2023硕）、杨烁（2023硕）、刘佳琪（2024硕）、谢野彩云（2024硕）

目标：通过在以上自具微孔聚合物材料、限域离子膜、水系有机液流电池和高温燃料电池等方向开展具体深入的研究，突破离子传递的 Trade-off 效应，制备出系列具有高选择性、高离子传导性的自具微孔离聚物膜，突破高温质子膜的质子传递机制，开发高性能高温质子膜，大幅提升盐湖提锂、特种离子分离、燃料电池和水系有机液流电池等过程的关键性能。

研究内容：面向分子分离和离子分离，开发自具微孔高分子及隔膜；通过利用自具微孔聚合物膜中分子、离子的限域传递，切实提升能源、资源和环境相关膜过程的性能，解决重大应用问题。面向可再生能源，开展水系有机液流电池、燃料电池研究，开发高温燃料电池隔膜、水系有机液流电池电活性分子及离子传导膜。具体研究方向包括：

（1）自聚微孔聚合物及膜

（2）亚纳米聚合物通道中分子、离子传递行为

（3）水系有机液流电池

（4）特种分离膜材料

（5）新型高分子材料及离子交换膜

典型工作介绍一：水系有机液流液流电池

（1）利用电荷排斥、空间位阻并分离荷电基团，开发了基于氮氧自由基（TMAP-TEMPO）和紫罗碱的高稳定水系全有机液流电池，电池电压1.1V，库伦效率>99.7%，1000圈容量保持率达99.993%。（Chem, 2019, 5:1）

（2）通过分子结构设计，减小分子HOMO-LUMO轨道能量差距，利用低成本催化剂，增强了电解质分子的氧化还原反应动力学，将液流电池的峰值功率密度提高160%以上。成果入选I&EC封面。（Ind. Eng. Chem Res, 2019, 58, 3994）

（3）通过分子结构设计，开了基于苯醌的低成本、高储能性能的水系有机液流电池，成果入选Adv. Energy Mater.内封面。（Adv. Energy Mater. 2017, 1702056）

典型工作介绍二：自具微孔离聚物膜

（1）利用Tröger’s Base结构中V型的刚性结构，阻碍聚合物链段堆积，首次制备了系列自具微孔离子膜。在离子交换容量仅为 0.82 mmol/g时，DMBP-QTB膜的OH^-电导率可高达164.4 mS/cm。（Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 11499）

（2）自具微孔聚合物的亚纳米通道，可以“引导”Li+离子在电极表面均匀沉积，抑制Li金属电池“枝晶”形成。（Chemistry - A European Journal, 2019, 25(52): 12052-12057, VIP Paper）

（3）通过商业化单体的超酸催化聚合和磺化反应简便地制备了自具微孔聚合物阳离子交换膜，离子在受限空间内特殊的传质现象使膜兼具优异的电导率和高选择性。膜能高效稳定地驱动能源转化和储存装置，应用于碱性水系有机液流电池中，功率和能量效率相比商业膜得到了大幅提升。（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 9564 – 9573）