中科大Nat. Commun.：高性能双极膜实现耐久纯水电解
学术
2024-12-04 18:19
上海
双极膜电解槽（Bipolar membrane electrolyzer）能够改善pH环境用于成对电极反应，因此受到人们的广泛关注。但是，双极膜在电解水领域的实用性受制于水分子解离动力学缓慢、传质缓慢、界面耐久性不足等缺点。有鉴于此，中国科学技术大学徐铜文教授、吴亮教授等报道基于数值模拟提出了单极膜层工程化的局限性，并且制备含阴离子和阳离子交换层以及聚(三苯基亚烷基)聚合物骨架结构的柔性双极膜（10~40 μm）。要点1. 其中的单极膜层的快速传质和较高的兼容性使得双极膜实现了优异的水分子解离速率和长期稳定性。要点2. 通过将双极膜组装为流动相电解槽实现了安培量级电解纯水，在1000 mA cm-2电流密度总电压为2.68 V，比现有商用BPM的能效提高2倍。双极膜能够在300~500 mA cm-2电流密度稳定工作1000 h，未见性能衰减。Yu, W., Zhang, Z., Luo, F.et al. Tailoring high-performance bipolar membrane for durable pure water electrolysis. Nat Commun 15, 10220 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-54514-5https://www.nature.com/articles/s41467-024-54514-5
