中國科學家發現高性能離子傳導膜 登上《科學》雜誌

2020-11-02 中國青年網

中國青年報客戶端北京11月2日電（中青報·中青網記者 邱晨輝）記者今天從中國科學院金屬研究所獲悉，該所瀋陽材料科學國家研究中心任文才研究員、成會明院士團隊，前不久製備出一類由二維過渡金屬磷硫化物納米片組裝而成的膜，並發現其過渡金屬空位使該類薄膜具有超快的離子傳輸性能。該成果已於近日由國際學術期刊《科學》發表。

據任文才介紹，納米孔道中的離子傳輸，對能量存儲和轉換應用至關重要，如質子和鋰離子傳導膜，分別是燃料電池和鋰離子電池的關鍵材料。目前，杜邦公司生產的Nafion膜是最常用的商業質子傳導膜，質子傳導率可達0.2S/cm。然而，在高溫低溼條件下，由於含水量的降低，其性能會發生嚴重衰減。

近年來，科技界先後發展了多種質子傳導膜，包括基於MOF、生物材料和氧化石墨烯的膜材料，但性能較Nafion膜仍有很大差距。如今，中科院金屬所研究人員發現的離子傳導膜，在90℃和98%相對溼度條件下的傳導率高達0.95S/cm——這是當前已報導的水相質子傳輸材料的性能最高值。

研究人員還發現，這一材料具有超快的鋰離子傳導特性，證明了空位誘導離子快速傳輸的普適性。而這，將為設計與開發高性能離子傳導膜提供一種新思路。

來源：中國青年報客戶端

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