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 [Springer Nature]
卷期号:19 (2): 195-202 被引量:441
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
小二郎应助眼睛大乐蓉采纳,获得10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
MIAO发布了新的文献求助10
2秒前
核桃发布了新的文献求助10
3秒前
guoyuheng完成签到,获得积分10
4秒前
忐忑的邑完成签到,获得积分10
4秒前
Dreamhappy完成签到,获得积分10
5秒前
orixero应助宁霸采纳,获得10
5秒前
peijiang发布了新的文献求助10
5秒前
田様应助代沁采纳,获得30
6秒前
星河完成签到,获得积分10
6秒前
Strawberry完成签到,获得积分10
7秒前
biyeshunli完成签到,获得积分20
7秒前
倾卿完成签到,获得积分20
7秒前
exp完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
Jian完成签到,获得积分10
9秒前
清脆帽子完成签到,获得积分10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
wiaa完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
朝阳发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
张张张___完成签到,获得积分10
12秒前
朝朝完成签到 ,获得积分10
13秒前
清脆帽子发布了新的文献求助10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
宁霸发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
18秒前
西瓜西瓜应助代沁采纳,获得10
18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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5729284
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5317494
关于积分的说明 15316294
捐赠科研通 4876286
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2619327
邀请新用户注册赠送积分活动 1568862
关于科研通互助平台的介绍 1525381