韓國科研團隊開發新型堿性穩定陰離子交換膜，CHEMFISH關鍵原料助力氫能電解技術突破
導語
近日，韓國成均館大學化學工程學院研究團隊在國際期刊《Journal of Membrane Science》發表了一項關于高性能陰離子交換膜（AEM）的最新研究成果。該團隊通過分子結構設計，開發出一種具有優異堿性穩定性和高離子傳導率的咪唑鎓功能化聚芳醚酮（PAEK）膜材料，為堿性水電解制氫技術的商業化應用提供了新方向。值得關注的是，我公司CHEMFISH提供的關鍵原料 1-(3 -氨基丙基)-2-甲基-1H-咪唑（APMI），在提升膜材料的化學穩定性和電化學性能中發揮了核心作用。
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0376738819300778
研究背景：堿性水電解的材料挑戰
隨著全球對清潔能源需求的激增，水電解制氫作為零碳制氫技術備受關注。堿性陰離子交換膜（AEM）電解技術因可使用非貴金屬催化劑、成本較低，成為當前研究熱點。然而，傳統咪唑鎓類功能化膜材料在強堿性環境中易因 C2 位羥基攻擊發生開環降解，導致離子交換容量（IEC）下降和性能衰減，制約了其長期穩定性。
關鍵突破：C2/N3 雙取代策略與 Chemfish 原料的應用
在這項研究中，團隊通過引入C2 甲基取代和N3 丁基取代的雙重改性策略，設計合成了系列 PAEK 基咪唑鎓功能化膜材料。其中，湖南嘉航提供的 APMI（含 C2 甲基取代的咪唑衍生物）是實現 C2 位保護的核心原料。通過 APMI 的引入，咪唑環的 C2 位被甲基基團屏蔽，利用超共軛效應和空間位阻效應有效抵御了 OH?的攻擊，顯著提升了膜材料的堿性穩定性。
性能對比：PAEK-APMBI 膜的優勢
堿性穩定性：經長期堿性處理后，含 APMI 的 PAEK-APMBI 膜的 IEC 保留率高達 96%，而商用 Fumasep FAA-3 膜的 IEC 僅保留 38%。
離子傳導率：在 60℃、10 wt% KOH 溶液中，PAEK-APMBI 的離子傳導率為 0.0154 S cm?1，優于 FAA-3 膜的 0.013 S cm?1。
電解性能：在 2 A cm?2 電流密度下，PAEK-APMBI 膜的槽電壓為 2.53 V，較 FAA-3 膜（2.63 V）降低了顯著的能耗。
Chemfish 提供的 APMI 原料具有高純度和穩定的化學結構，其 C2 甲基取代特性直接貢獻于咪唑環的抗降解能力。研究表明，APMI 的引入不僅增強了膜材料的堿性穩定性，其 N3 位的可修飾性還允許通過接枝丁基鏈段調節膜的親疏水性平衡，在維持低吸水率的同時提升陰離子傳導效率。這種 “結構 - 性能” 的精準調控，為高性能 AEM 的分子設計提供了新范式。
行業展望：推動低成本、長壽命電解膜的商業化
該研究團隊指出，PAEK-APMBI 膜在 2 A cm?2 高電流密度下仍能保持優異性能，顯示出其在大規模水電解制氫裝置中的應用潛力。Chemfish 作為關鍵原料供應商，其高品質咪唑衍生物為科研團隊提供了可靠的合成基礎，未來有望通過產學研合作加速這類高性能膜材料的產業化進程，助力降低綠氫生產成本，推動全球能源轉型。
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