为了减少化石燃料的依赖性及对环境的影响，以及满足可持续发展的能源需要，氢作为一种高效清洁的能源载体受到了广泛关注。随着质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术的快速发展，其高效、零污染物排放的发电方式将广泛应用于微电子器件、燃料电池汽车和大型电站中。根据与温度和湿度相关的PEM的应用条件，PEM主要分为两类——低温（LT）-PEM（在30?100°C下运行）和高温（HT）-PEM（在100?200°C下运行）。例如，杜邦公司商业化的全氟磺酸基膜（Nafion ^®膜系列）只能在高湿度和100°C以下使用，这需要复杂的水热管理系统及配套的散热器和加湿器。此外，磺化聚酰亚胺等作为LT-PEM也受到关注。目前应用于HT-PEMFC最有潜力的膜是磷酸（PA）掺杂的聚苯并咪唑（PBIs）膜等。然而，它们表现出较差的溶解可加工性和在低温低湿条件下具有较低的质子电导。因此，研发在无湿度环境宽温域范围内均能高效运行的PEM成为现阶段迫在眉睫的难题。迄今为止，很少有能在无湿度环境宽温域范围运行的聚酰亚胺质子交换膜的研究报道。

图1 PA掺杂聚酰亚胺质子交换膜的结构及其质子导电途径的示意图。

  相关链接：Zhang, Y.; Dai, J.;  Lai, H.;  Wan, Y.;  Lee, Y. M.; Zhuang, Y. Finely Adjusted Intrinsically Microporous Copolyimide Electrolyte Membranes for Fuel Cells Operating in a Wide Temperature Range. Macromolecules, 2023. 

  https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c00395