新型離子膜面世，將大幅提升儲能裝備效率

　　4月26日的《自然》雜志發表了一項中國科學家的重要成果：中國科學技術大學徐銅文、楊正金團隊與合作者設計了一類新型離子膜——微孔框架聚合物離子膜，首次實現膜內近似無摩擦的離子傳導，有望應用于能源轉化、大規模儲能以及分布式發電等領域。

　　離子膜，是含功能基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜，在清潔能源、節能減排、能量轉換與儲存等方面有著廣泛的應用前景。離子膜關鍵材料及裝備技術，屬于重點發展的國家戰略新興產業。

　　離子膜是液流電池、燃料電池等電化學器件或裝備的關鍵部件，它既要阻隔正負極間活性物質、防止短路，又要保證離子在充放電過程中高效通過、減少損耗，而傳統離子膜普遍存在“傳導性-選擇性”相互制約、不可兼得的難題。傳統離子膜普遍存在吸水后容易發生溶脹變形、結構疏松等問題，特別是長時間使用后，可能會發生結構老化、性能下降。

　　中國科大研究團隊經過多年研究，創新性地設計了一種具有貫通亞納米離子通道的微孔框架離子膜材料，同時在通道中進行了化學修飾，不僅解決了傳統離子膜材料中離子通道老化和吸水溶脹問題，還兼具高選擇性和高傳導率，離子傳輸更加迅速，在膜內實現了近似無摩擦傳導。使用該膜組裝的液流電池，充放電電流密度可以達到每平方厘米500毫安，是當前普遍報道值的5倍以上。

　　中國科大研發的這種國產離子膜有望大幅提升液流電池等儲能裝備的效率，在我國太陽能、風能等新能源的儲能領域得到廣泛應用。目前，項目孵化的特種離子膜產品已申請中國發明專利，研究人員正加緊實現該型離子膜的量產。

　　1949年美國人發明了離子膜，并于1950年成功研制了第一張具有商業用途的離子膜。我國的離子膜研究起步于1958年。到上世紀末，我國的離子膜研究還一直局限于從離子交換樹脂制備的異相離子膜，其電阻大、選擇性差，只能用于初級水處理，與發達國家存在較大差距。新世紀以來，在以徐銅文教授等為代表的中國科學家的努力下，我國的離子膜研究已經從最初的“奮力追趕”，到目前有望實現“彎道超車”。

　　根據國際權威數據庫(web of science)的檢索，近10年來，徐銅文領導的課題組在離子交換膜、雙極膜兩個方向的論文數量穩居于國際第一，研究水平在國際上處于領先地位。眼下，徐銅文正著手將科研成果逐個從“實驗室”推向“生產線”，并進一步圍繞“雙碳”目標，著力為中國膜材料研究注入更多“中國芯”。(經濟日報記者 佘惠敏)