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
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:19 (2): 195-202 被引量:474
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
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
南无双发布了新的文献求助10
刚刚
小张爱学习完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
123123发布了新的文献求助10
1秒前
可爱的函函应助李子采纳,获得10
1秒前
Sun发布了新的文献求助10
1秒前
RSW完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.2应助付佟秋烟采纳,获得10
2秒前
最爱吃火锅完成签到,获得积分10
2秒前
我是老大应助长雁采纳,获得10
3秒前
3秒前
LG完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
xuwen完成签到,获得积分10
4秒前
灵巧的飞雪完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
流时发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
chen发布了新的文献求助20
6秒前
Lucas试剂发布了新的文献求助20
7秒前
唧唧发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
大个应助QQ采纳,获得10
8秒前
9秒前
yyy完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
WangXuerong发布了新的文献求助10
9秒前
邹邹发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6.3应助常璐旸采纳,获得10
10秒前
由于发布了新的文献求助10
11秒前
搜集达人应助Eric采纳,获得30
11秒前
有魅力的怜南应助六六采纳,获得20
11秒前
我我我完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Chen_Sam发布了新的文献求助10
12秒前
天真大神发布了新的文献求助10
13秒前
思源应助lee采纳,获得10
13秒前
科研阿白完成签到 ,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
Elevating Next Generation Genomic Science and Technology using Machine Learning in the Healthcare Industry Applied Machine Learning for IoT and Data Analytics 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6443142
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8257058
关于积分的说明 17585007
捐赠科研通 5501690
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900830
邀请新用户注册赠送积分活动 1877812
关于科研通互助平台的介绍 1717461