质子导体在各个领域都引起了人们的极大关注，特别是在能源生产方面。
近日，中科院化学研究所毛兰群研究员，Ping Yu发现由石墨炔（GDY）衍生而来的氧化石墨炔（GDYO）在100%相对湿度(RH)和348 K时表现出最高的质子电导率，达到0.54 S cm-1，这是已报道的氧化碳同素异形体中的一个。这一数值比GO纳米片（10-2 S cm-1，95%RH）高一个数量级。
文章要点
1）GDYO活化能（Ea）为0.30 eV，表明质子输运为格洛特斯机制。此外，还发现GDYO在100%RH时表现出84 wt%的巨大吸水率，其中碳骨架(即GDY)具有52 wt%的显著吸水能力。GDYO的吸水率是GO的2倍以上(34 wt%)。这种巨大的吸水能力不仅得益于含氧基团的亲水性，还得益于SP杂化碳骨架与水的高亲和力，这两者都导致了更高的质子浓度和多条质子传导途径。
2）将真空过滤的GDYO膜用作质子交换膜(PEM)，进一步将GDYO的高效质子交换应用于国产甲醇燃料电池。与基于商用Nafion 117的电池相比，GDYO膜使电池具有更高的开路电位(OCP)和输出功率密度。此外，GDYO还表现出良好的离子交换能力、稳定性和选择性，表明GDYO作为PEM具有很大的应用前景。
这项工作不仅展示了GDYO在质子电导领域的广阔前景，而且也为设计先进的质子导体提供了一种新的策略。
参考文献
Weiqi Li, et al, Giant Water Uptake Enabled Ultrahigh Proton Conductivity of Graphdiyne Oxide, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202216530
DOI: 10.1002/anie.202216530
https://doi.org/10.1002/anie.202216530
