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中文摘要：
质子交换膜燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的高效、低污染的新型发电装置，被认为是很有前途的绿色替代能源装置，目前制约其商业化应用的一个关键问题是开发操作条件（高温、低湿）下具有高质子传导率且稳定的质子交换膜（电池的心脏）。本研究采用仿生学思路，提出一种新颖的无水质子交换膜设计思想通过磺化芳香高分子在成膜过程中自组装形成亲水性纳米通道；将咪唑离子液体填充到亲水性通道内，在通道表面形成酸碱对，构建仿生质子载体环境，实现质子高效传导；利用咪唑两性和离子液体物化特性实现膜在高温低湿或无水状态下的质子传导；为提高膜结构稳定性，在膜表面修饰纳米薄层将离子液体封装于通道内。通过考察通道结构、组成对质子传递能力和传递方式的影响，揭示酸碱对、离子液体质子传递机理，实现高性能无水质子交换膜的可控制备。本研究具有重要的理论意义和应用价值，有望为高效质子传递通道构建及质子传递过程强化提供理论基础和技术支持。
结论摘要：
英文主题词Proton exchange membrane；Ionic liquid；Acid-base pair；Process intensification；Hydrogen fuel cell
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