2023年1月29日，本团队在《Membranes》（影响因子=4.562）上在线发表了题为“Electrochemical conversion of CO₂ to CO utilizing quaternized polybenzimidazole anion exchange membrane”的研究成果。该成果由西南科技大学材料与化学学院、环境友好能源材料国家重点实验室、生物质材料教育部工程研究中心；四川大学化学工程学院；四川朗晟新能源科技有限公司等单位合作完成。

为提升电催化二氧化碳还原（ECR）装置的性能，亟需开发具有高氢氧根电导率和优异离子选择性性能的隔膜材料。本文面向ECR应用，成功设计并制备出了三种不同季铵化度的季铵化聚苯并咪唑（QAPBI）阴离子交换膜。在所制备的QAPBI膜中，QAPBI-2膜具有最高的氢氧根电导率（48.13 mS cm^-1）和离子选择性（67%）。此外，在最优电压下，QAPBI-2膜的CO法拉第效率（H型电解池：98%；MEA反应器：95%）和CO电流密度（H型电解池：−33.8 mA cm^-2；MEA反应器：−128.4 mA cm^-2），均优于商业进口FAA-3-PK-130和Nafion 117膜。此外，使用QAPBI-2膜的MEA反应器和H型电解池均展现优异耐久性。这些结果验证了QAPBI-2膜在ECR中的具有良好的应用前景。此外，本研究中的聚合物合成策略可以转移到其他含有-OH和-NH的聚合物上，为开发可用于ECR的新型膜材料提供了新思路。

本研究工作得到了国家自然科学基金、四川省自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的支持。

Jingfeng Li, Zeyu Cao, Bo Zhang, Xinai Zhang, Jinchao Li*, Yaping Zhang*, Hao Duan, Electrochemical conversion of CO₂ to CO utilizing quaternized polybenzimidazole anion exchange membrane, Membranes, 13 (2023) 166.