阴离子交换膜水电解槽（AEM-WE）是一种极具前景的绿氢制备技术。作为AEM-WE中重要的组成部分，高性能阴离子交换膜（AEM）的研发受到了学术界和产业界的高度关注。为了提高AEM-WE的整体性能，AEM需要实现氢氧根的高效传输。当前，大量的研究通过调节AEM主链和支链结构提升AEM性能，但氢氧根在AEM中的传输机理尚无定论。因此，深入理解氢氧根的传输机制将有助于理性设计高性能阴离子交换膜。

然而，由于AEM通常具有复杂的连通孔道结构且往往是多种扩散机理相互耦合，通过实验表征手段明确区分各种机理的贡献仍然具有一定的挑战性。虽然理论模拟可以识别部分扩散机理，但是目前缺乏定量分析的理论方法和工具，这在一定程度上限制了AEM中氢氧根传输机理的深入研究。

基于此，西湖大学人工光合作用与太阳能燃料中心王涛教授团队采用反应分子动力学模拟对AEM中氢氧根的扩散机理进行了理论研究，并通过自主开发的RDAnalyzer软件实现了不同扩散机理的高效解耦和拆分，进而得到了Free Vehicular、Free Grotthuss、Associated Vehicular和Associated Grotthuss四种机理对于氢氧根扩散速率的贡献（图1）。

基于Python语言，王涛教授团队自主开发了一套名为RDAnalyzer (Reactive Diffusion Analyzer)的程序用于反应分子动力学模拟轨迹文件的分析(如图2所示)。首先将氢氧根扩散轨迹信息逐步转化为分子和反应，并获取氢氧根的位置和氧原子的编号(id)。同时，通过计算氢氧根与AEM阳离子基团的距离(L)便可确定扩散机理类型。比如，若L大于第一水化层半径则认为是Free扩散机理，否则为Associated扩散机理。随后观测氧原子id，如果氧原子id发生变化，则认为是Grotthuss扩散机理，否则为Vehicular扩散机理。最终，RDAnalyzer将氢氧根的扩散分解为四种不同机理，并分别计算出各机理的漂移距离和数量，进而分析出每种机理对于氢氧根扩散速率的贡献。

该工作为研究氢氧根在AEM中的扩散机制提供了理论新策略和机理分析新工具，有望为高性能阴离子交换膜的理性设计提供理论参考。