近日，中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部（DNL17）研究员李先锋、张华民团队研制出高选择透过性超薄分离层复合离子传导膜该膜兼具高离子传导率与高离子选择性，可大幅提升液流电池性能

　　离子传导膜材料是液流电池的关鍵材料，其作用是阻隔两端活性物质同时传递载流子形成电池回路。该团队前期突破了传统的“离子交换传递”机理束缚原创性地提絀不含离子交换基团的“离子筛分传导”概念（Energy. Environ. Sci.，20114，1676）将多孔离子传导隔膜引入液流电池。并在此基础上围绕显卡如何设置高性能能哆孔离子传导膜结构设计开展了大量研究工作取得了系列进展。

　　如何打破膜的离子选择性与离子传导性Trade-Off效应开发出兼具高选择性與高传导性的离子传导膜材料，是液流电池用多孔离子传导膜领域的研究难点传统相转化所制备的多孔离子传导膜材料一般为非对称结構，孔曲度高、贯通性较差离子传导率较低。相比之下复合膜具有能够单独调控的选择性分离层和支撑层结构，有望突破膜选择性与傳导率之间的Trade-Off效应进一步提升液流电池性能。

　　该工作利用界面聚合技术制备了具有超薄分离层的分离膜该分离膜由聚酰胺交联网絡构成，厚度仅为180 nm该厚度大幅度降低了离子传递路径，提高了膜选择性同时，聚酰胺交联网络内部的自由体积介于水合质子与水合钒離子之间能够高效地阻挡钒离子，同时传递质子使膜具有高离子选择性。利用该膜材料组装的单电池在260 mA/cm2的电流密度下能量效率超过80%。此外该团队与中科院武汉物理与数学研究所研究员郑安民合作，通过理论计算深入研究了聚酰胺分离层中质子传递方式结果显示，質子可以通过聚酰胺网络中的水分子链和聚酰胺骨架上的羧基以Grotthuss机理跳跃传递这一研究结果为设计显卡如何设置高性能能离子传导膜提供了新的思路。

　　相关研究成果发表于《自然-通讯》（Nature Communications）该项目得到国家自然科学基金、中科院洁净能源先导科技专项和中科院交叉創新团队项目等支持。

界面聚合原理和离子筛分传递机理