2026年10月10日，本团队在Advanced Functional Materials（影响因子=19.9）上在线发表了题为“Synergistic Microphase Separation and Interfacial Microenvironment Regulation in Fluorinated Polybenzimidazole Membranes for Efficient Electrocatalytic CO₂ Reduction”的研究成果。上述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等单位合作完成。

具有高离子传导率和有效界面调控能力的阴离子交换膜（AEM）对于电催化二氧化碳还原至关重要。本文设计了一种同时接枝有哌啶鎓和三甲基铵阳离子的氟化聚苯并咪唑（6FPBI-TP）阴离子交换膜。得益于不含醚键的氟化主链和双阳离子功能基团，6FPBI-TP膜表现出3.63 mmol g^-1的离子交换容量、50.44%的吸水率、9.26%的低溶胀以及19.14 MPa的拉伸强度。该膜在80 °C时的OH⁻电导率达到142.75 mS cm^-1，OH⁻选择性高达67%。同时，其相对疏水且带正电的表面优化了三相催化微环境，有效缓解了膜电极界面水淹问题，并抑制了析氢副反应。将6FPBI-TP膜组装至膜电极中，在150 mA cm^-2电流密度下实现了94.4%的CO法拉第效率，优于OPBI-TP膜（89.1%）。此外，6FPBI-TP膜在超过100小时的电解过程中保持相对稳定，而OPBI-TP膜仅在25小时后便破裂失效。分子动力学模拟表明，6FPBI-TP膜具有由vehicular机制主导的OH⁻传输路径，并因无醚氟化主链而表现出更强的耐碱稳定性。这种氟化双阳离子策略不仅构建了更显著的离子传输通道，还有效调控了界面微环境，从而为开发面向电催化二氧化碳还原应用，兼具高稳定性和高选择性的阴离子交换膜开发提供了一条可行路径。

本工作得到了国家自然科学基金、四川省科技计划、中国科学技术大学-西南科技大学对口合作发展联合基金等项目的支持。

Ling Gao, Zhiqiang Xu, Hongyan Yang, Bingyan Wu, Dantong Shen, Liang Chen, Qin Chen, Jinchao Li*, Yaping Zhang*, Synergistic microphase separation and interfacial microenvironment regulation in fluorinated polybenzimidazole membranes for efficient electrocatalytic CO₂ reduction, Advanced Functional Materials (2026) e78973. Doi：https://doi.org/10.1002/adfm.78973