质子交换膜(PEM)燃料电池作为一种高效、便捷的氢能源利用技术，受到广泛关注。质子交换膜燃料电池的核心部件是质子传导材料。近几十年来，人们开发了各种质子传导材料，但由于水蒸气的露点较低，大多数材料的工作温度和压力都偏低，限制了它们在高温低湿条件下的应用。无水（干态）质子传导在极低的相对湿度下工作，其主要优点是电极动力学优异、热/水管理简便、对燃料和催化剂具有高耐受性。因此，研制工作温度宽、高性能的无水质子传导材料具有重要意义，但也面临很大的挑战。共价有机框架作为一类新型的多孔聚合物材料，在质子传导方面的应用越来越受到人们的关注。然而，目前大多数质子传导COFs需要在高湿度条件下工作，因为水中的氢键网络可促进质子的传输。对于无水质子传导，孔道环境发挥着重要作用，此时质子的运输只能通过Grotthuss机制，这就需要 COF载体提供充足、高效的跳跃位点。此外，无水质子传导材料需要高耐久性，与质子载体具有强相互作用，这对材料的设计和合成提出了更高的要求。

图1.构建无水质子传导COFs孔道工程示意图

图2 a) H₃PO₄分子与NKCOF-54的E_SP等势面。b) H₃PO₄锁定在NKCOF-54孔道的示意图。c) 不同温度下测量H₃PO₄@NKCOF-54的Nyquist图。d) H₃PO₄@NKCOFs的Arrhenius图

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202217240

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