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                大连化物所研制出高选择透过性超薄别离层复合离子传导膜
                大连化学物理研讨所 / 工夫:2020-01-08 20:46:00

                  黑暗网1月8日讯:克日,中国迷信院大连化学物理研讨所储能技能研讨部(DNL17)研讨员李前锋、张华民团队研制出高选择透过性超薄别离层复合离子传导膜,该膜兼具高离子传导率与高离子选择性,可大幅提拔液流电池功能。

                  离子传导膜资料是液流电池的要害资料,其作用是隔绝两头活性物质,同时通报载流子构成电池回路。该团队后期打破了传统的“离子交流通报”机理约束,原创性地提出不含离子交流基团的“离子筛分传导”观点(Energy. Environ. Sci.,2011,4,1676),将多孔离子传导隔阂引入液流电池。并在此根底上围绕高功能多孔离子传导膜构造设计展开了少量研讨任务,获得了系列停顿。

                  怎样冲破膜的离子选择性与离子传导性Trade-Off效应,开辟出兼具高选择性与高传导性的离子传导膜资料,是液流电池用多孔离子传导膜范畴的研讨难点。传统相转化所制备的多孔离子传导膜资料普通为非对称构造,孔曲度高、贯穿性较差,离子传导率较低。相比之下,复合膜具有可以独自调控的选择性别离层和支持层构造,无望打破膜选择性与传导率之间的Trade-Off效应,进一步提拔液流电池功能。

                  该任务应用界面聚合技能制备了具有超薄别离层的别离膜。该别离膜由聚酰胺交联网络组成,厚度仅为180 nm。该厚度大幅度低落了离子通报途径,进步了膜选择性。同时,聚酰胺交联网络外部的自在体积介于水合质子与水合钒离子之间,可以高效地阻挠钒离子,同时通报质子,使膜具有高离子选择性。应用该膜资料组装的单电池在260 mA/cm2的电流密度下,能量服从超越80%。别的,该团队与中科院武汉物理与数学研讨所研讨员郑安民协作,经过实际盘算深化研讨了聚酰胺别离层中质子通报方法,后果表现,质子可以经过聚酰胺网络中的水分子链和聚酰胺骨架上的羧基以Grotthuss机理腾跃通报。这一研讨后果为设计高功能离子传导膜提供了新的思绪。

                  相干研讨效果宣布于《天然-通讯》(Nature Communications)。该项目失掉国度天然迷信基金、中科院干净动力先导科技专项和中科院穿插创新团队项目等支持。

                大连化物所研制出高选择透过性超薄别离层复合离子传导膜

                界面聚合原理和离子筛分通报机理