Hydrophilic microporous membranes for selective ion separation and flow-battery energy storage

材料科学 储能 微型多孔材料 选择性 电化学 化学工程 纳米技术 离子运输机 离子 电极 化学 有机化学 复合材料 工程类 催化作用 物理 物理化学 功率(物理) 量子力学 生物化学
作者
Rui Tan,Anqi Wang,Richard Malpass‐Evans,Rhodri Williams,Evan Wenbo Zhao,Tao Liu,Chunchun Ye,Xiaoqun Zhou,Barbara Primera Darwich,Zhiyu Fan,Lukas Turcani,Edward Jackson,Linjiang Chen,Samantha Y. Chong,Tao Li,Kim E. Jelfs,Andrew I. Cooper,Nigel P. Brandon,Clare P. Grey,Neil B. McKeown,Qilei Song
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:19 (2): 195-202 被引量:241
标识
DOI:10.1038/s41563-019-0536-8
摘要

Membranes with fast and selective ion transport are widely used for water purification and devices for energy conversion and storage including fuel cells, redox flow batteries and electrochemical reactors. However, it remains challenging to design cost-effective, easily processed ion-conductive membranes with well-defined pore architectures. Here, we report a new approach to designing membranes with narrow molecular-sized channels and hydrophilic functionality that enable fast transport of salt ions and high size-exclusion selectivity towards small organic molecules. These membranes, based on polymers of intrinsic microporosity containing Tröger’s base or amidoxime groups, demonstrate that exquisite control over subnanometre pore structure, the introduction of hydrophilic functional groups and thickness control all play important roles in achieving fast ion transport combined with high molecular selectivity. These membranes enable aqueous organic flow batteries with high energy efficiency and high capacity retention, suggesting their utility for a variety of energy-related devices and water purification processes. Ion-selective membranes are widely used for water purification and electrochemical energy devices but designing their pore architectures is challenging. Membranes with narrow channels and hydrophilic functionality are shown to exhibit salt ions transport and selectivity towards small organic molecules.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
冷酷蛋挞完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
wa_wa_wa完成签到,获得积分10
2秒前
多喝热水完成签到,获得积分20
3秒前
ZS0901发布了新的文献求助10
3秒前
qazcy完成签到,获得积分10
4秒前
魏某某发布了新的文献求助10
5秒前
Yuqing完成签到,获得积分10
5秒前
duohongrui完成签到 ,获得积分10
6秒前
汪筱喵完成签到,获得积分10
6秒前
今后应助wa_wa_wa采纳,获得10
6秒前
土豆完成签到,获得积分10
6秒前
单于访枫发布了新的文献求助10
7秒前
热情惮发布了新的文献求助10
7秒前
luckytree完成签到,获得积分10
7秒前
qaq发布了新的文献求助30
8秒前
酷酷朋友发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
苏苏完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
电脑桌完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI2S应助purpose采纳,获得10
11秒前
Kenny完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
12秒前
清萍红檀发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
朱诗源发布了新的文献求助10
14秒前
坏坏的小鱼鱼完成签到,获得积分10
14秒前
健忘幼晴完成签到,获得积分10
14秒前
go完成签到,获得积分20
16秒前
YY发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
qing发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
19秒前
虚拟的醉蝶完成签到,获得积分20
20秒前
museself发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
Thermodynamic data for steelmaking 3000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Counseling With Immigrants, Refugees, and Their Families From Social Justice Perspectives pages 800
藍からはじまる蛍光性トリプタンスリン研究 400
Cardiology: Board and Certification Review 400
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 340
New Words, New Worlds: Reconceptualising Social and Cultural Geography 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2363469
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2071822
关于积分的说明 5177703
捐赠科研通 1799983
什么是DOI,文献DOI怎么找? 898744
版权声明 557810
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 479730