帝国理工团队，最新Nature：新型微孔离子交换膜，大幅提升选择性！

主要观点总结

本文报道了一种新型高选择性离子交换膜的制备及其性能研究。通过调控自具微孔聚合物的孔道结构，实现了水和离子的高效传输，显著提高了离子电导率和选择性。该膜材料在液流电池中的应用，显著降低了活性物质的交叉渗透，提高了电池的使用寿命和能量密度。此外，该工作对于开发高性能膜材料在多个领域具有参考意义。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着液流电池技术的发展，高性能膜材料的需求日益迫切。传统离子交换膜在电导率和选择性方面存在瓶颈，限制了液流电池的性能。

关键观点2: 研究亮点

1. 通过对自具微孔聚合物侧链基团的局部疏水性的调控，实现了对孔道结构的精准控制。2. 新型高选择性离子交换膜在离子电导率和选择性方面均优于商业化膜和文献报道的膜。3. 新型膜材料在液流电池中的应用，显著提高了电池的性能和寿命。

关键观点3: 研究方法

1. 采用了分子动力学模拟、中子散射、固态核磁等技术对膜材料的结构和性能进行了表征。2. 通过调整侧链基团的疏水特性，精准调控膜内水通道的结构。3. 将膜材料集成到液流电池体系，测试了其性能。

关键观点4: 实验结果

1. 新型膜材料实现了适中的离子电导率和较高的选择性。2. 精确调整孔径后，cPIM-Ph膜展示了高离子电导率和对代表性氧化还原活性分子的超低渗透性。3. 在有机液流电池体系中，新型膜材料显著提高了电池的性能和寿命。

关键观点5: 研究影响及意义

本研究为开发高性能膜材料提供了新的思路和方法，对于新型液流电池技术的发展、水处理、资源回收和循环经济等领域具有广泛的应用前景和重要的科学意义。

文章预览

膜技术是实现碳中和及循环经济的重要支撑技术，开发高性能膜材料对于新型高效膜分离技术、储能及氢能技术、石油化工分离、水处理、节能减排、资源回收等领域具有重要意义。 英国帝国理工学院 宋启磊团队 成功开发出 新型 高选择性离子交换膜 ，并且结合分子动力学模拟、中子散射以及固态核磁等技术，深入研究了亚纳米尺度孔道限域环境内水和离子的传导机制。通过 调控自具微孔聚合物内亚纳米孔道限域结构，突破传统离子膜的电导率和离子选择性限制，提高了液流电池的能量效率和运行稳定性。 高性能低成本膜材料的开发将有望为液流电池大规模可再生能源储存提供技术支撑。该研究于2024年11月6日在线发表于国际顶级期刊 Nature ， 王安琪 博士为本文第一作者及共同通讯作者（现任沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）助理教授）， 宋 ………………………………