91九色蝌蚪_丁香六月狠狠综合天香_亚洲永久精品国产大片_国产b站免费版视频_老色鬼在线播放精品视频_天天看片97涩_小黄人福利导航_久久99精品国产麻豆婷婷_国产91精品精华液一区二区三区_91九色麻豆_综合亚洲欧美精品日韩?v_天天日天天日天天日天天日天天日天天日 _蜜月国产免费福利片_久久99国产精品片久久99蜜桃_国产精品无码专区在线观看_免费在线1区2区3区

  高分子材料作為現(xiàn)代生產(chǎn)生活的關(guān)鍵基礎(chǔ)，其衍生的各類(lèi)膜材料已廣泛應(yīng)用于氣體分離、海水淡化等領(lǐng)域。其中，離子交換膜在水系液流電池中扮演著核心角色，它通過(guò)選擇性傳導(dǎo)離子并阻隔活性物質(zhì)交叉滲透，直接決定了電池的循環(huán)穩(wěn)定性、能量效率和輸出功率。然而，傳統(tǒng)離子交換膜（如商業(yè)化Nafion®膜及廣泛研究的自具微孔離子交換膜）普遍面臨離子電導(dǎo)率與選擇性難以兼顧的技術(shù)瓶頸。因此，開(kāi)發(fā)兼具高離子電導(dǎo)率與高選擇性的新一代離子交換膜，是突破水系液流電池性能瓶頸、提升其運(yùn)行效率的關(guān)鍵所在。

  為解決上述問(wèn)題，西湖大學(xué)王盼課題組設(shè)計(jì)了一種具有雙重離子通道的支化型聚合物膜b-TB。b-TB膜兼具微相分離及自具微孔型離子通道，離子電導(dǎo)率優(yōu)良；其雙離子通道尺寸均低于目前報(bào)道的其他聚合物膜材料，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)活性分子展現(xiàn)出優(yōu)良的抗?jié)B透能力，并在水系有機(jī)液流電池體系（AORFB）中表現(xiàn)優(yōu)異。

  2025年6月11日，該工作以“A Polymer Membrane with Integrated Microphase Separation and Intrinsic Microporosity for Aqueous Organic Redox Flow Batteries”為題發(fā)表在能源類(lèi)頂級(jí)期刊Joule上。西湖大學(xué)王盼研究員為論文的通訊作者，博士后何光輝為第一作者。

圖1. b-TB膜的設(shè)計(jì)思路與制備方法

  作者采用后支化合成策略，實(shí)現(xiàn)膜在高離子化程度下具備優(yōu)良的機(jī)型性能，并在極性溶劑中表現(xiàn)出良好的溶解性，可采用溶液澆筑法成膜。通過(guò)調(diào)控支化連接單元的結(jié)構(gòu)、比例和骨架結(jié)構(gòu)的剛性，實(shí)現(xiàn)了膜的形態(tài)學(xué)和微孔結(jié)構(gòu)調(diào)控，制備出兼具微孔型和相分型離子通道的b-TB膜（圖1）。

圖2. b-TB膜的離子通道表征

  作者對(duì)膜的離子通道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的表征（圖2）。通過(guò)二氧化碳吸附、原子力顯微鏡測(cè)試、正電子湮沒(méi)和小角X射線(xiàn)散射技術(shù)，作者分別對(duì)膜的微孔及親水域尺寸進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)在相同的技術(shù)手段下，b-TB膜的平均微孔半徑（< 2.3 ?）和親水域d值（2.0-2.1 nm）在目前已報(bào)道的所有膜中均處于最低的水平。表明b-TB膜具有豐富且狹窄的離子通道結(jié)構(gòu)。

圖3. b-TB膜的物理-電化學(xué)性能

  b-TB膜兼具優(yōu)良的離子電導(dǎo)率和選擇性（圖3）。在2 M氯化鉀介質(zhì)中，b-TB的膜面電阻僅為0.42 Ω?cm²，遠(yuǎn)低于商業(yè)化的DSV膜。同時(shí)b-TB膜展現(xiàn)出優(yōu)異的離子選擇性，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)活性分子表現(xiàn)出良好的抗?jié)B透性，滲透系數(shù)低至10^-12 cm²/s數(shù)量級(jí)。b-TB膜打破了傳統(tǒng)聚合物膜在電導(dǎo)率和滲透率之間的相互制衡。

圖4. b-TB膜在中性AORFB中的電池性能

  作者成功將b-TB膜應(yīng)用到中性體系的AORFB中（圖4）。在0.5 M活性物質(zhì)濃度下，b-TB膜展現(xiàn)出優(yōu)異的電阻與功率表現(xiàn)。在不同電流密度下的能量效率也顯著優(yōu)于相同電池體系下的其他膜材料。b-TB膜的長(zhǎng)循環(huán)性能也十分優(yōu)異，在0.1 M電解質(zhì)濃度下，電池穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)230小時(shí)，且無(wú)明顯的能量效率和容量衰減。和0.5 M 電解質(zhì)濃度下，電池可在高達(dá)300 mA/cm²的電流密度下高效、穩(wěn)定運(yùn)行。b-TB膜在AORFB中的表現(xiàn)進(jìn)一步證明其優(yōu)異的電導(dǎo)率和選擇性。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.joule.2025.101976

課題組簡(jiǎn)介

  王盼博士，2015年獲中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所博士學(xué)位，2016年至2019年在麻省理工學(xué)院MIT從事博士后研究。2019年11月加入西湖大學(xué)，任理學(xué)院特聘研究員、博導(dǎo)。王盼實(shí)驗(yàn)室聚焦于有機(jī)合成化學(xué)、能源化學(xué)和材料化學(xué)交叉領(lǐng)域，致力于設(shè)計(jì)和發(fā)展新材料并探索其功能性應(yīng)用。團(tuán)隊(duì)在水系有機(jī)液流電池關(guān)鍵材料、電化學(xué)儲(chǔ)能等領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。加入西湖大學(xué)以來(lái)，以通訊作者身份在Nat. Energy，Joule，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等期刊發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。

  課題組有多個(gè)博士后位置和博士招生名額，歡迎具有有機(jī)合成背景、光電器件及能源材料背景的小伙伴們加入！