近日，環境學院贠延濱教授課題組在碳減排方向取得研究成果，研究論文“Highly performance polybenzimidazole/zirconia composite membrane with loosened chain packing for anion exchange membrane water electrolysis and electrochemical CO2 reduction”發表于工程化學類一區TOP期刊《Separation and Purification Technology》（IF=8.2）。
隨著全球氣候變化的升級、能源轉型的需要以及綠色經濟發展勢頭的增長，實現碳中和和碳峰值已成為長期可持續發展的戰略必要性。為了追求低碳目標，各種低碳電化學技術引起了廣泛關注。膜電極（MEA）電解槽（又稱零間隙電解槽）因其優化的電池結構，在堿性電解水制氫與二氧化碳轉化領域展現出廣泛的應用潛力。
在這項研究中，我們發現了一種凝膠狀態的復合膜，提高了離子交換膜對于OH-的傳導性能。相比于傳統的致密膜，該凝膠態膜的結構更松散，能夠吸附更多的KOH，離子傳輸通道增加，其對于OH-離子的傳導率為傳統致密膜的13倍。其次，改善了制膜方法，采用預蒸發和預膨脹法相結合，制備了一面致密一面粗糙的凝膠態膜，其致密皮層的存在使得膜具有低氣體滲透。最后，加入氧化鋯納米顆粒賦予OPBI/ZrO2復合膜優異的耐堿穩定性。將OPBI/ZrO2復合膜應用于堿性電解水電解槽(AEMWE)中。在2V電壓下，電解槽的電流密度可達到1130.26 mA cm-2，保持其功能超過1000小時。在電化學二氧化碳還原（CO2RR）體系中，在41小時內FEco＞90%。這些發現為在新能源領域開發高性能和高穩定的陰離子交換膜提供了有價值的見解。
北京林業大學環境學院贠延濱教授為通訊作者，論文第一作者為學院碩士研究生李心宇，北京林業大學為第一完成單位。本研究得到了國家重點研發計劃（2023YFB4006202）的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.131675
