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实现零排放的关键!《自然》子刊:中科大研究人员开发高性能新型双极膜

2021-01-23 09:09 前瞻网   

 

实现零排放的关键!《自然》子刊:中科大研究人员开发高性能新型双极膜

双极膜作为一种离子交换膜,被认为是实现零排放技术的关键材料。它由正极、负极膜层和中间水解层组成。在反向偏压下,中间层中的水分子通过极化产生oh -和H+。

由于阳极和阴极层膨胀系数不同,致使阴阳级层容易分层。此外,常用的中间催化剂大多是小分子或过渡分子,其状态不稳定且效率低下。

一项发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的研究显示,中国科学技术大学的研究人员采用原位生长的理念制造稳定且高效的双极膜。

在以往的双极膜研究中,研究人员开发了聚苯醚衬底的正极和负极膜层来解决膨胀系数不同的问题,并制备了一系列中间催化层结构。在工业应用中,由于水解压降过高,不宜大规模生产,需要进一步的研究。

因此,研究人员通过调控阳极和阴极膜界面的原位生长位置,构建了稳定的水解中间层,苯胺分子聚集、聚合、包裹FeO(OH)颗粒。

聚苯胺网络在膜层之间提供了很强的附着力,实现了FeO(OH)粒子的固定和均匀分散。均匀大小的氧化亚铁颗粒为水解提供活性位点,促进水的极化,在电场作用下快速释放OH-和H+。

这种新合成的膜在多方面的性能均优于日本商业化膜Neosepta BP1。

此外,研究人员开发了具有自主知识产权的成型技术。大型生产线正在建设中。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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