IT之家 4 月 27 日消息，中国科学技术大学科研人员经过多年研究，设计了一类新型离子传导膜从，从而实现微孔框架离子膜内近似无摩擦的离子传导。这种离子膜有望广泛应用于能源转化、大规模储能以及分布式发电等领域。

据悉，该研究成果已于北京时间 4 月 26 日在国际学术期刊《自然》进行发表（IT之家附 /10.1038/s41586-023-05888-x)。

多年来，高效储存和利用太阳能、风能等新能源是我国科研人员的重要研发课题。央视指出，这种国产离子膜的问世将打破国外同类型产品多年的技术垄断。

离子膜是水电解槽、燃料电池、氧化还原液流电池和离子捕获电渗析等相关过程的关键部件。中国科学技术大学徐铜文 / 杨正金教授团队与合作者针对离子膜普遍存在的“传导性-选择性”相互制约关系，提出一类新型三嗪框架聚合物离子膜。

基于刚性通道的限域效应和通道内的“离子配位”机制，这类膜材料展示出了近无摩擦的离子传递，实现了水系有机液流电池快充，电池充放电电流密度达到 500 mA / cm2，是当前普遍报道值的 5 倍以上。

▲图 1. 设计思路及三嗪框架聚合物离子膜的制备

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（图 1d），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。关键创新成果包括：

▲图 2. 三嗪框架聚合物离子膜优异的尺寸稳定性和离子传导性

▲图 3. 三嗪框架聚合物离子膜实现近似无摩擦离子传递及离子传导机理

▲图 4. 三嗪框架聚合物离子膜实现水系有机液流电池快充