聚合物电解质膜作为电化学装置的核心组件，长期以来受到了广泛的关注和研究。目前报道的大多数聚合物电解质膜整体性能仍存在一些不足，需要进一步探究。近期，中国科学技术大学徐铜文教授针对当前聚合物电解质膜存在的问题及未来发展方向进行了展望。文章探讨了聚合物电解质膜实际应用所面临的重要挑战（包括如何突破常用相分离策略提高聚合物电解质电导率的限制，如何开发适用于高温低湿工作环境的质子交换膜，如何提升阴离子交换膜耐碱性及未来可扩展应用场景），综述了高性能聚合物电解质膜的先进设计策略并进一步提出了未来发展方向。

  （1）简要总结了目前突破常规相分离方法构筑高电导率聚合物电解质膜的方法，包括引入分子机器概念、微孔聚合物结构等，但相关方法仍在存在不足，下一步需要开发更多基于稳定官能团的超分子体系、更稳定微孔构筑策略等方法，制备高电导率、高稳定性聚合物电解质膜；

  （2）高温燃料电池具有众所周知的优势，是未来燃料电池发展的重要方向。目前可用于高温燃料电池的质子膜较少，且存在一定问题（例如(1)磷酸掺杂膜的力学性能严重退化;(2) Pt基催化剂磷酸中毒;(3)冷启动引起的水凝析诱导PA浸出等）。后续需要从提升磷酸基团稳定性出发，同时兼具传导质子能力，如进一步研究开发基于共价接枝的磷化官能团型质子膜、引入分子机器等超分子概念结合磷化官能团，赋予功能基团兼具稳定性与移动性等；

  （3）简要总结了目前文献报道高耐碱阳离子基团（如不含β-氢的QA 基团、取代的咪唑鎓基团、脂环族 QA 基团、有机金属阳离子等），聚合物主链（不含极性官能团的芳香聚合物或脂肪族聚合物）和聚电解质结构（微相分离结构和交联网络结构）。发展无极性官能团主链是未来提高碱稳定性的重要手段，需要开发更多高分子聚合方式构建稳定高分子材料，同时可以引入具有次级相互作用的稳定功能单体参与聚合，制备高稳定、高自组装能力的阴离子交换膜，以期获得高电导、高稳定性。未来阴离子交换膜在电解水制氢、电化学CO₂ 转化（或氨合成）等方向具有重要的应用潜力。

  相关研究工作以“Current Challenges and Perspectives of Polymer Electrolyte Membranes”为题发表于(Macromolecules, doi.org/10.1021/acs.macromol.1c02053)。中国科学技术大学化学与材料科学学院副研究员葛晓琳和博士后张帆为论文共同第一作者，中国科学技术大学化学与材料科学学院徐铜文教授和杨正金教授为文章共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委的支持。

  原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.1c02053