【科学强国】国产新型离子膜问世，有望在新能源的储能领域广泛应用

　　膜材料为我们的生产生活提供了安全和便利，比如蔬菜大棚的薄膜、汽车玻璃上的防爆膜、手机面板上的保护膜、汽车的锂离子电池隔膜等。

　　膜材料也是燃料电池和液流电池的关键部件，这种用途的膜材料被称为离子膜。它是指含功能基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。

　　离子膜既要阻隔正负极间活性物质，防止短路；又要保证离子在充放电过程中高效通过，减少损耗。但传统离子膜普遍存在传导性、选择性相互制约的难题。而由于离子膜在清洁能源、节能减排、能量转换与储存等方面拥有广阔应用前景，世界上对它的研究也从未停止。

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　　近日，我国科学家研发设计的新型离子膜首次实现膜内近似无摩擦的离子传导，有望大幅提升液流电池等储能装备的效率。这项研究由中国科学技术大学徐铜文教授、杨正金教授团队与合作者共同完成，相关成果近期在国际学术期刊《自然》发表。

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　　研究团队经过长期研究积累和大量实验探索，设计了一类新型的“微孔框架聚合物离子膜”，提出了刚性微孔通道内“离子配位”机制，实现膜内近似无摩擦的离子传导和水系有机液流电池的快充。

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　　据悉，使用这种膜组装的液流电池，充放电电流密度可达每平方厘米500毫安，是当前同类产品数值的5倍以上。《自然》审稿人认为，这种离子膜在液流电池中展示出了非凡的性能。

　　国际上，有关离子膜的研究最早在美国开展。1949年美国人发明了离子膜，并于1950年成功研制了第一张具有商业用途的离子膜。

　　我国的离子膜研究起步于1958年，作为我国功能膜研究的最早领域，其初衷是为了支持原子能事业的发展。到20世纪末，我国的离子膜研究还一直局限于从离子交换树脂制备的异相离子膜，由于电阻大、选择性差，只能用于初级水处理，与发达国家存在较大差距。

　　21世纪以来，在以徐铜文教授等为代表的中国科学家的努力下，我国的离子膜研究不曾止步，不断攻克科研难关。

　　这种新型的液流电池储能技术可以与电网结合，用于家庭用电、工业生产。它的问世，不仅起到了大幅提升液流电池等储能装备效率的作用，还有望在我国太阳能、风能等新能源的储能领域得到广泛应用。目前，研究人员正在加紧实现该型离子膜量产。

　　资料来源：金台资讯、央视新闻、IT之家等

　　作者：杰西综合整理

　　编辑：赵狄娜

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