研究提出离子交换膜离子输运新机制

中国科学院
19次浏览

离子交换膜作为海水淡化、盐湖提锂、燃料电池等领域的核心材料,其性能提升面临离子选择性与导电通量之间的固有矛盾。传统理论基于稀溶液模型,难以解释实际浓溶液工况下的复杂输运行为。0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

近日,中国科学院青海盐湖研究所研究团队在离子交换膜输运理论研究中取得新进展,首次揭示了荷电聚合物网络的标度不变性,建立了离子分配与膜导电性之间的定量关联。0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

研究在前期提出的“标度正规溶液理论”基础上,进一步将该理论从热力学平衡拓展至动力学输运领域,实现了从“离子分配”到“离子输运”的理论贯通。研究团队采用改进型电化学阻抗谱(EIS)直接接触法,系统测定了商用CR61和CMI-7000S膜,在0.003mol/L至近饱和浓度碱金属氯化物溶液中的导电性。0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

结果表明,膜导电性对外界盐浓度高度敏感,在低于0.1mol/L的稀溶液区域导电性快速攀升,但这一趋势无法被传统的均相模型完整描述。基于标度正规溶液(SRS)理论框架,团队提出膜内未凝聚反离子的扩散遵循静电加速跳跃机制,其本征扩散系数可达水溶液中的20倍,暗示高电荷密度低曲折度纳米通道中可能存在“负摩擦”输运现象。0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

研究发现,荷电聚合物网络的标度不变性使得离子分配平衡数据确定的标度因子β可直接用于膜导电性的定量关联,无需额外拟合参数。这一发现证实了膜的拓扑结构对离子输运的主导作用,标度因子β与加速参数αSRS共同构成了离子交换膜设计的核心理论坐标。0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

实验与理论分析表明,膜导电性并非膜材料的固有属性,而是膜—离子—溶液体系的综合特性,受反离子水合性质、聚合物网络拓扑、电荷密度及溶液浓度多重因素调控。弱水合反离子(如K⁺、Rb⁺、Cs⁺)在静电势阱作用下输运加速更显著,而适度的水含量与电荷密度更有利于实现高速离子输运。0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

该成果为设计超高导电性离子交换膜提供了明确方向。0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

相关研究成果以From ion partitioning to ion transport: Scaling invariance of the charged polymer network in ion exchange membrane 为题,发表在Desalination上。研究工作得到中国科学院“西部之光”人才培养计划、中国科学院战略性先导科技专项青海省“昆仑英才”行动计划的支持。0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

迂曲的高电荷密度纳米离子传输通道内的“反离子异常传输增强”机制示意图及其与其它离子传输机制的差异0At速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

本文链接:http://m.sushuapos.com/show-12-2752-0.html研究提出离子交换膜离子输运新机制

声明:本网站为非营利性网站,本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

热门文章

延伸阅读

相关阅读

(两会声音)全国人大代表冯兴亚:建议明确智能驾驶法律责任认定
  (两会声音)全国人大代表冯兴亚:建议明确智能驾驶法律责任认定  中新网北京3月4日电 (记者 王华) 全国人大代表、广汽集团总经理冯兴亚建议,修订相关法律法规,明确智能驾驶的法律责任认定。  根据有关规划,2025年
美拟对中国制造联网汽车开展国家安全风险审查,商务部回应
  中新经纬3月4日电 商务部网站4日消息,商务部新闻发言人就美国政府拟对中国制造联网汽车开展国家安全风险审查答记者问。  有记者问:2月29日,美国政府发布公告,将对中国制造联网汽车开展国家安全风险审查。请问中方
岚图汽车开启“十亿”补贴活动,全系置换补贴最高 5 万元
3 月 7 日消息,岚图汽车官方宣布三月开启“十亿”补贴活动,全系至高享现金钜惠“5 万元”。近期不少车企均开启了降价补贴活动,此前已报道十余家车企降价,如比亚迪、吉利、哪吒、上海大众、一汽大众、长安、奇瑞
高通:Ride智驾芯片获丰田、一汽红旗定点
近日,从相关渠道获悉,高通Ride智驾芯片近期拿到了丰田和一汽红旗的项目定点。此外,高通也在与国内其他头部车企接触。据悉,搭载高通芯片车型最快有望2024年年底量产,也有可能要等2025年才会生产。  据了解,高通Ride智
专访最高检副检察长宫鸣:深化综合履职,全面加强知识产权和未成年人综合司法保护
21世纪经济报道 记者郑雪 北京报道保护知识产权就是保护创新。面对新业态、新技术,知识产权如何发力?中小企业作为创新主体,又该如何破解知识产权保护难题?知识产权检察是知识产权保护体
快要露真容了 曝阿尔卑斯首款SUV假想图
3月8日,有国内媒体曝光了一张蔚来第二品牌“阿尔卑斯”首款SUV的假想图,并附文:“今天给阿尔卑斯1的研发高层看了这张图,回复是「真像」,好了,外观就是这个样子,大差不差了,就等前脸了,我觉得侧后还是不错的。”根据此前官

热点精选

最新推荐

您可能感兴趣