夏长荣教授课题组拥有进行固体氧化物燃料电池及其关键材料相关制备、测试和表征的多套实验装置。实验室内能够熟练运用双层共压、流延、浸渍、相转换法等各种基本工艺，制备出具有优异性能和长期稳定性的平板状或管状固体氧化物燃料电池单电池，并方便的使用Im6eX、V3studio、上海辰华等多种电化学工作站进行性能表征。此外，长年以来，该课题组一直与国内外诸多知名固体氧化物燃料电池研究课题组如佐治亚理工学院刘美林教授课题组、中国科学院上海硅酸盐研究所王绍荣研究院课题组等都有着很好的交流互动，以为学生提供更多更好的理论与技术资源。实验室现有在读博士和硕士研究生共计13名，每年总计在Electrochemistry Communication、Journal of Power Sources、Solid State Ionics等国际知名期刊上发表论文十余篇。
摘要：通过纳米尺度膜形貌与性能的研究，探索离子传导通道的形成机制及离子传导特性，以此设计制备具有贯通离子传导通道的芳香聚合物基离子交换膜、有机-无机杂化离子交换膜，含氟聚合物基离子交换膜等，并进行其在燃料电池、电渗析、扩散渗析等应用过程研究。
1.设计了一种多硅共聚物 – 铵化poly(VBC-co-γ-MPS)仿生交联剂，共聚物中含有大量离子交换基团（季铵）和-Si(OCH3)3基团，可以与含-OH聚合物进行交联的同时增加其离子传导特性，改进传统聚合物的机械性能和离子传导性能。这一工作发表在J. Phys. Chem. B 2011, 115, 6474–6483。
2.制备了侧链型质子交换膜，通过侧链的Π-Π键堆积特性构建贯通的纳米尺寸离子传导特性，大大提高质子传导率，该工作发表在Journal of Membrane Science 373 (2011) 160–166。
3.通过酸碱反应制备具有高质子电导、低甲醇渗漏的质子传导膜，并研究了质子在酸碱聚集相区特殊的离子传导方式，该膜的燃料电池单池性能优于Nafion-112膜：80oC下的能量密度能达到990 mW cm-2。该工作发表在Journal of Physical Chemistry B 2009, 113, 12265–12270，The Journal of Physical Chemistry B，2010, 114, 13121–13127。
4.开发了无溶剂条件下的离子传导膜的制备方法，选用液态功能化单体溶解聚电解质后密封原位聚合一步成膜，该膜具有优异的化学稳定性和离子传导特性，相关工作发表在：???J. Membrane Sci. 2008，325：209–216，?Journal of Membrane Science 2011, 371: 155–162.
本课题采用“双极膜电渗析技术”来替代传统的“钙盐沉淀技术”，可将发酵液中的有机酸盐直接转化有机酸。同时，双极膜产生的碱可循环应用于发酵液pH值的调节，这条路线可以简化生产工艺、降低生产成本、减少能耗和控制环境污染源的发生。相关成果发布在J. Membr. Sci., Ind. Eng. Chem. Res., Chem. Eng. Process.等多个刊物上。
本课题组利用双极膜电渗析技术对这些脱硫剂进行了回收，从离子的空间构型、离子在膜内的传递速度、离子浓度、Donnan电渗析、离子传递方向及其烷醇胺和膜之间的相互作用等方面考察了影响了不同的操作参数对电流效率、能耗以及成本的影响。相关成果发布在AICHE J., Environ. Sci. Technol., Ind. Eng. Chem. Res., J. Membr. Sci.等多个刊物上。
研究双极膜在乙醇中的解离，制备乙醇钠，用1H NMR核磁谱来检测乙氧根离子的存在，首次为双极膜在乙醇中解离提供直接的证据。并研发一种安全、环境友好的甲氧基乙酸甲酯的制备方法。相关成果发布在J. Membr. Sci.刊物上。
传统的板框式扩散渗析膜组件设备笨重庞大、不易运输、装填密度低、流通通道窄、易堵塞、传质不够充分，因此在此基础上自主设计与制作了卷式扩散渗析膜组件。与板框式膜组件不同的是，卷式膜组件体积小、重量轻、便于运输和组装、节约空间、易于与其它反应和分离技术集成，同时卷式膜组件的径向为螺旋式流动，促进湍流，便于强化传质和减轻浓差极化。应用该组件回收模拟化成箔废水中盐酸，结果表明与板式膜组件相比，卷式膜组件的酸回收率较高、金属离子泄漏率较低。
