DOI:10.1021/acsaem.0c01728

在阴离子交换膜中，离子交换容量（IEC）与机械性能之间存在一种“权衡”。从另一个角度思考这个问题，采用电纺聚电解质纳米纤维构建高效的离子通道，仅需要少量的离子交换基团（即低IEC）即可实现高离子电导率。在1.02 mmol g-1的低IEC下，季铵化聚（2,6-二甲基-1,4-苯撑氧化物）纳米纤维（QPPONF）/聚（乙烯醇）（QPPONF/PVA）复合膜在60℃时的电导率为51.5 mS cm-1，远远高于同类QPPO浇铸膜（在60℃时为20.3 mS cm-1，IEC=1.04 mmol g-1）。此外，在H2/O2燃料电池测试中，70％QPPONF/PVA复合膜的峰值功率密度高达791 mW cm-2。

图1.QPPONF/PVA复合膜的制备示意图。

图2.（a）QPPONF的SEM图，（b）70wt％QPPONF/PVA膜的表面形态SEM图，（c）70wt％QPPONF/PVA膜的横截面SEM图，以及（d）70wt％QPPONF/PVA膜的TEM图像。

图3.（a）QPPONF/PVA AEMs和QPPO-50浇铸AEMs的氢氧化物和（b）碳酸氢盐电导率随温度的变化。

图4.在（a）20和（b）60℃下，QPPONF/PVA复合膜和QPPO浇铸膜的氢氧化物电导率与IEC的关系。

图5.（a）WU，（b）平面方向SR和（c）厚度方向SR与温度的关系。

图6.（a）复合膜的应力-应变曲线，（b）复合膜的TGA曲线，（c）在60℃下于6 mmol L-1 NaOH中测试70wt％QPPONF/PVA AEM和QPPO-25浇铸膜的碱稳定性，

然后在20℃下每24小时进行测试。

图7.（a）基于QPPO-25（IEC=1.41 mmol g-1）浇铸膜和70wt％QPPONF/PVA膜（IEC=1.39 mmol g-1）的H2/O2燃料电池在60℃下的性能，背压为0.1MPa；H2和O2的流速分别为300和350 mL min-1。（b）在60℃、恒定电压为0.6V、背压为0.2MPa的条件下，对基于QPPO-25浇铸膜和70wt％QPPONF/PVA膜的H2/O2燃料电池进行耐久性测试。