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海得利兹首席科学家团队在《Nature Energy》发表突破性成果

2026.05.14

2026年05月01日,海得利兹首席科学家团队在顶尖期刊《Nature Energy》发表了发表了最新研究成果——一种新型超薄动态交联膜,创下高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)性能纪录。该研发首次实现功率与耐久性双突破,标志着HT-PEMFC正式迈入可与低温体系正面竞争的全新阶段。作为海得利兹最新高温膜膜技术储备,此研发成果也即将进入小批量应用。团队成员张振国为论文第一作者,海得利兹相艳博士、卢善富博士、张劲博士为论文共同通讯作者。

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高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)工作温度140–200°C,具有耐杂质、易热管理优势,在重载交通与航空领域前景广阔。但其功率密度长期偏低,核心瓶颈在于电解质膜:传统PA/PBI膜虽能传导质子,却因磷酸塑化导致力学性能下降,厚度需超50μm,造成欧姆极化严重。如何在减薄降阻的同时固定磷酸、保障机械稳定,是实现高功率化的关键难题。

针对上述挑战,科研团队创新性地提出一种动态Cu2+离子交联策略,即通过向PBI基体中引入铜离子,使其与苯并咪唑基团上的氮位点形成动态可逆的Cu-N配位交联网络,从而构建出强韧的Cu-PBI薄膜(图1)。这一设计在突破传统共价键/离子键交联结构限制的同时,带来了力学性能与传导保留能力的双重革新,并最终实现创纪录的燃料电池性能。

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图1 用于高温质子交换膜燃料电池的薄型动态铜离子交联膜设计

海得利兹是全球领先的氢能综合应用解决方案服务商,在高温膜燃料电池领域具有深厚的研发底蕴与创新优势。依托国家级研发项目与博士后科研工作站,海得利兹已联合高校多次在顶级期刊发表重磅成果,持续推动技术突破与产业化落地。未来,公司将继续以自主研发为核心,持续突破甲醇重整高温膜燃料电池技术,推动能源科技变革,引领绿色低碳未来。