据科情智库9月24日消息，北京理工大学研究人员提出了一种全新的电池设计方案，解决了高温条件下质子交换膜燃料电池（PEMFC）中Nafion质子交换膜容易失水的关键技术难点。研究人员通过在Nafion质子交换膜中掺入共价有机框架（COF）材料，利用COF分子结构中的羰基基团与水分子间形成的分子间氢键，来阻止高温时Nafion质子交换膜的脱水，进而提高PEMFC工作的温度。研究人员首先合成了一种基于α-氨基酮链接的COF离子聚合物，然后将其与Nafion交织，成功开发了一种在高温下稳定且“透气”的质子导体，有效解决了PEMFCs在高温下的脱水问题。在105°C的条件下，使用该质子导体的PEMFC，其峰值功率密度和额定功率密度达到 18.1W和9.5W，与未含COF离子聚合物的电池相比，分别提高了101%和187%。该研究提出的创新方案成功突破了PEMFC在高温条件下的性能瓶颈，为高效燃料电池技术的进一步发展奠定了坚实基础。相关研究成果发表在《Science》期刊。

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