2020-11-02 17:25:29 來源：中國青年網(wǎng)
中國青年報(bào)客戶端北京11月2日電（中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 邱晨輝）記者今天從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所沈陽材料科學(xué)國家研究中心任文才研究員、成會明院士團(tuán)隊(duì)，前不久制備出一類由二維過渡金屬磷硫化物納米片組裝而成的膜，并發(fā)現(xiàn)其過渡金屬空位使該類薄膜具有超快的離子傳輸性能。該成果已于近日由國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。
據(jù)任文才介紹，納米孔道中的離子傳輸，對能量存儲和轉(zhuǎn)換應(yīng)用至關(guān)重要，如質(zhì)子和鋰離子傳導(dǎo)膜，分別是燃料電池和鋰離子電池的關(guān)鍵材料。目前，杜邦公司生產(chǎn)的Nafion膜是最常用的商業(yè)質(zhì)子傳導(dǎo)膜，質(zhì)子傳導(dǎo)率可達(dá)0.2S/cm。然而，在高溫低濕條件下，由于含水量的降低，其性能會發(fā)生嚴(yán)重衰減。
近年來，科技界先后發(fā)展了多種質(zhì)子傳導(dǎo)膜，包括基于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(fā)現(xiàn)的離子傳導(dǎo)膜，在90℃和98%相對濕度條件下的傳導(dǎo)率高達(dá)0.95S/cm——這是當(dāng)前已報(bào)道的水相質(zhì)子傳輸材料的性能最高值。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，這一材料具有超快的鋰離子傳導(dǎo)特性，證明了空位誘導(dǎo)離子快速傳輸?shù)钠者m性。而這，將為設(shè)計(jì)與開發(fā)高性能離子傳導(dǎo)膜提供一種新思路。
編輯：海洋