组长：葛晓琳（优青，教授，博导） 

成员：吴迪（博士后）、宋晚杰（博士后）、杨翠（2020硕博）、顾明慧（2020硕博）、吴明玥（2022硕博）、肖俊鑫（2024博）、张旭东（2024博）、聂瑾玉（2023硕）、刘馨瑞（2024硕）、夏雨时（2024硕）

研究目标：从头分子结构设计耦合绿色高效的制备方法，揭示碱性膜结构与性能间的调变关系，突破OH^-传导与尺寸稳定性间相互制约的瓶颈。提出从源头阻断碱性膜降解路径的设计理念，突破碱性膜化学稳定性限制，实现高性能碱性聚电解质材料的可控合成和规模化制备。深入研究聚电解质材料和电化学能源过程之间的演变规律，大幅提升电解水制氢、燃料电池等过程的关键性能。

研究内容：聚轮烷基聚电解质材料设计合成及离子交换膜制备；聚合物拓扑结构调控及离子限域传递行为；电解水制氢隔膜和离聚物开发，电解水制氢中催化层构筑及电子、离子和物质传输行为研究；碱性膜和膜电极制备工艺开发及规模化生产。具体研究方向如下：

（1）新型碱性聚电解质材料开发

（2）聚电解质拓扑结构调控及离子传递行为

（3）电解水制氢催化剂及电堆研制

（4）新型无机膜材料

（5）聚合物基能源膜材料的可控合成和规模化制备

典型工作介绍一：基于分子机器概念构筑聚轮烷基离子膜

基于主客体识别技术，将轮烷结构引入离子膜结构设计中，实现侧链功能基团以非共价键形式接枝在高分子主链内。利用轮烷机械互锁结构的刺激响应特性，调控离子通道内微环境，提升通道内功能基团扰动能力，改变离子在通道内传导方式，加快离子在膜内传导速率，突破OH^-传导与尺寸稳定性间相互制约的瓶颈。（Adv. Mater., 2016, 28: 3467-3472; Nat. Commun., 2018, 9, 2297; Research, 2021, 9762709）

典型工作介绍二：基于McMurray Coupling反应构筑全碳主链型碱性膜

首次采用McMurray偶联反应制备具有π-共轭结构的全碳主链碱性膜，全碳主链结构消除了以往碱性膜中易降解的官能团-醚键、砜基等结构，从源头阻断材料降解路径提升稳定性，同时主链中π-共轭结构通过诱导主链形成规整的层层自组装结构，实现离子的快速传输。（Angew. Chem. Int. Ed., 2023,62, e202215017）

典型工作介绍三：纳米尺度碱性膜的精确构筑

通过在化学稳定的碱性膜中精确构筑（亚）纳米尺度的离子传输通道，揭示聚合物分子链结构设计与膜结构微观形态调控之间的构效关系。碱性膜电导率和稳定性的全面提升，并实现规模化制备。规模化制备的碱性膜产品在液流电池、电解水制氢和燃料电池等多种电化学能源器件中表现出非凡的性能和耐久性。(Nat. Commun., 2023, 14:2732.)