Forskere muliggør indenlandske højtydende bipolære membraner

Den bipolare membran, en type ionbytningsmembran, betragtes som det afgørende materiale for nulemissionsteknologi. Det består af et anode- og katodemembranlag, og et mellemliggende hydrolyselag. Under omvendt bias, vandmolekylerne i mellemlaget producerer OH ^- og H. ⁺ ved polarisering.

Storskalaproduktion af membranen forhindres af anodens og katodelagets forskellige ekspansionskoefficienter, hvilket får de to lag til at delaminere. Udover, de mest anvendte mellemkatalysatorer er små molekyler eller overgang, som er ustabile og ineffektive.

I en undersøgelse offentliggjort d Naturkommunikation, et team ledet af prof. Xu Tongwen og prof Wu Liang fra University of Science and Technology of China (USTC) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) vedtog en vækstide på stedet for at konstruere en stabil og effektiv membran.

I deres tidligere undersøgelser af bipolære membraner, forskerne har udviklet anode- og katodemembranlaget af polyphenylenether -substrat for at løse problemet med forskellige ekspansionskoefficienter, og fremstillede en række mellemliggende katalytiske lagstrukturer for at løse det andet problem. Imidlertid, til industriel anvendelse, yderligere forskning er nødvendig, da hydrolysetrykfaldet er for højt til produktion i stor skala.

Derfor, forskerne konstruerede et stabilt hydrolyse-mellemlag ved at regulere vækstpositionen in situ ved anode- og katodemembrangrænsefladen, anilinmolekyler aggregeret, polymeriseret, og indkapslede FeO (OH) partikler.

Polyanilin -netværket giver stærk vedhæftning mellem membranlagene og realiserer fiksering og ensartet spredning af FeO (OH) partikler. FeO (OH) partikler med ensartet størrelse tilvejebringer aktive steder til hydrolyse og fremmer vandpolarisering, frigiver H ⁺ og OH ^- hurtigt under et elektrisk felt.

Denne nyligt syntetiserede membran overgår den tilsvarende japanske kommercielle membran Neosepta BP1 i aspekterne ved startspænding af vanddissociation, stabilitet ved høj strømtæthed og evne til at generere syre og alkali ved hydrolyse.

Desuden, forskerne udviklede formteknikker med uafhængige intellektuelle ejendomsrettigheder. Den store produktionslinje er under opførelse.