Обзор синтеза и характеризации анионообменных мембран

В настоящем обзоре рассматриваются достижения в области функциональных групп анионообменных мембран (AEM), структуры полимеров и методов синтеза мембран. Также обсуждаются ограничения современных аналитических методов характеризации AEM. Исследования AEM главным образом обусловлены необходимостью разработки подходящих AEM для высокощелочных и высокотемпературных условий эксплуатации в анионообменных топливных элементах и системах электролиза воды с анионообменной мембраной. Функциональные группы AEM можно условно классифицировать как азотсодержащие (например, четвертичные аммониевые группы), безазотные (например, фосфониевые группы) и группы, содержащие катионы металлов (например, рутения). Функциональные группы на основе катионов металлов представляют значительный интерес для AEM благодаря высокой стабильности и высокой валентности. С помощью «рационального проектирования структуры полимера» можно синтезировать AEM с ионными каналами и повышенной химической стабильностью. Большие перспективы имеют гетерогенные мембраны, содержащие пористые носители или неорганические наночастицы, поскольку их характеристики можно регулировать изменением соотношения полимера и пористого носителя или наночастиц. В дальнейших исследованиях следует изучить объединение достижений в разработке функциональных групп AEM с оптимизированной структурой полимера в гетерогенных мембранах, чтобы сочетать ценные свойства функциональных групп с повышенной химической стабильностью, преимущества полимерной структуры с ионными каналами и улучшенные свойства мембран, достигаемые при использовании пористого носителя или наночастиц.