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纳米孔道中的离子传输,对能量存储和转换应用至关重要

中国科学家发现高性能离子传导膜 登上《科学》杂志

2020-11-03 中国青年报 邱晨辉
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  记者11月2日从中国科学院金属研究所获悉,该所沈阳材料科学国家研究中心任文才研究员、成会明院士团队,前不久制备出一类由二维过渡金属磷硫化物纳米片组装而成的膜,并发现其过渡金属空位使该类薄膜具有超快的离子传输性能。该成果已于近日由国际学术期刊《科学》发表。

  据任文才介绍,纳米孔道中的离子传输,对能量存储和转换应用至关重要,如质子和锂离子传导膜,分别是燃料电池和锂离子电池的关键材料。目前,杜邦公司生产的Nafion膜是最常用的商业质子传导膜,质子传导率可达0.2S/cm。然而,在高温低湿条件下,由于含水量的降低,其性能会发生严重衰减。

  近年来,科技界先后发展了多种质子传导膜,包括基于MOF、生物材料和氧化石墨烯的膜材料,但性能较Nafion膜仍有很大差距。如今,中科院金属所研究人员发现的离子传导膜,在90℃和98%相对湿度条件下的传导率高达0.95S/cm——这是当前已报道的水相质子传输材料的性能最高值。

  研究人员还发现,这一材料具有超快的锂离子传导特性,证明了空位诱导离子快速传输的普适性。而这,将为设计与开发高性能离子传导膜提供一种新思路。

打印 责任编辑:董凯悦

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