随着全球经济的快速发展，对太阳能、风能等可再生能源的开发和利用有着迫切的需求。为了更好地利用这些清洁能源，许多电化学储能和转换技术引起了人们的极大关注。例如，能量转换装置碱性燃料电池被认为是21世纪首选的高效、清洁的发电技术。此外，具有较高的功率密度、较大的比容量、较好的循环稳定性特点的超级电容器被认为是一种很有前景的储能设备。锌-空气电池具有成本低，操作安全，能量密度高的特点，得到广泛的研究。
　　碱性阴离子交换膜（AEMs）作为可以输运氢氧根离子的导体和防止两电极之间燃料交叉的隔膜，已被广泛用作碱性燃料电池中的电解质。在最近几年对于AEMs的研究取得了很大的进展。令人惊讶的是，AEMs 是否可以作为固态超级电容器和锌-空气电池的电解质还不得而知。本论文通过简单的溶液浇铸法制备一种绿色高效的壳聚糖基碱性阴离子交换复合膜，探究物理-化学交联条件、化学交联剂浓度、不同组分比、多壁碳纳米管（MWCNTs）的掺杂等因素对碱性膜的电导率、含水率、稳定性、机械性能等方面的影响。利用扫描电镜（SEM）、元素分析（Mapping、EDS）等表征方法、热重分析（TGA）对碱性膜进行测试，探究其内部结构与性质等。除此之外，将其作为固态电解质应用于全固态电化学器件中，研究复合膜电解质的电化学 性能，具体结论如下：
　　（1）红外分析光谱表明PDDA成功嵌入到CS网络结构中，进一步研究验证了复合膜成功发生了交联反应，膜内部形成了稳定的结构。
　　（2）扫描电镜分析图表明CS-PDDA-OH-复合膜内部形成了三维多孔结构。Mapping 和 EDS 元素分析图表明膜内部的各种元素分布均匀，进一步验证了复合膜结构均匀。
　　（3）通过电导率测试发现，CS-PDDA-OH-复合膜的电导率最大值为0.024 S cm-1。TGA测试分析表明该复合膜电解质具有良好的热稳定性。此外，该复合膜电解质具有较高的耐碱稳定性，表现为在高温（80℃）、高浓度（8M） KOH溶液中浸泡216小时后复合模的电导率仍维持在大约0.011 S cm-1；在常温下30%的H2O2溶液中，也显示了该复合膜具有优良的氧化稳定性。
　　（4）将复合膜作为电解质用于全固态电化学器件中。结果表明，在燃料电池发电测试中最大峰值功率密度约为 22.7 mW cm-2，经过500小时的静置发现发电曲线几乎没有变化，表明该碱性膜仍具有稳定的结构。作为进一步的应用研究，CS-PDDA-OH-复合膜与两电极组装成全固态超级电容器，通过电化学性能测试表明该复合膜的扫描速率可以达到10 V s-1；在循环稳定性测试中，当循环圈数达到4000圈时比电容值保持在84%左右。全固态锌空电池测试发现该复合膜组装的电池开路电压达到1.3V、峰值功率密度为48.9 mW cm-2，在相同的测量条件下优于商业A201碱性膜组装的电池。
　　（5）MWCNTs 的添加进一步提高了 CS-PDDA-OH-复合膜的性能。扫描电镜图表明，MWCNTs 的掺杂使复合膜内部结构变得更有层次，且膜内部的多孔结构更加明显；当MWCNTs的添加量为1wt%时，膜的电导率为最大值（0.033 S cm-1）。此外，MWCNTs 掺杂型CS-PDDA-OH-复合膜的稳定性和机械性能均优于原始复合膜。
　　（6）将MWCNTs掺杂型CS-PDDA-OH-复合膜作为电解质用于全固态超级电容器中。电化学性能测试表明电压窗口达到 1.2V。当扫描速率为 1V s-1 时，最大比电容为 10.2 mF cm-2 ，略高于CS-PDDA-OH-复合膜。