可以通过可视化的晶体结构相变来构建高效、不间断的氢键网络,以提高无水质子的导电性并阐明质子转移机理,但目前相关报道很少。
近日,南京师范大学兰亚乾教授报道了一个质子电导率“滞后”现象,这是由一个三核团簇(NNU-66)中的动态分子迁移导致氢键网络重组引起的明显的结构转变引起的。
文章要点
1)转变后的团簇结构(NNU66a)具有显著的高质子电导率(1.943×10-3 S cm-1)和180 ℃下24 h的优异耐久性。
2)NNU-66a 中独特的“SCN-通道”是一个有效的氢键网络,可实现质子的快速转移。此外,相应的密度泛函理论结果表明,SCN-通道的引入极大地降低了质子跳跃所需的能量。
3)研究人员将NNU-66a制成质子交换膜和H2/O2燃料电池。
Li et al., Intermediate-Temperature Anhydrous High Proton Conductivity Triggered by Dynamic MolecularMigration in Trinuclear Cluster Lattice, Chem (2020)
DOI:10.1016/j.chempr.2020.06.007
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.06.007