Water-mediated ion transport in an anion exchange membrane

化学物理 溶剂化 分子动力学 溶剂化壳 离子 水运 分子 离子键合 离子运输机 材料科学 氢键 化学 纳米技术 计算化学 有机化学 水流 生物化学 环境工程 工程类
作者
Zhongyang Wang,Ge Sun,Nicholas H. C. Lewis,Mrinmay Mandal,Abhishek K. Sharma,M.H. Kim,Joan Manuel Montes de,Kai Wang,Aaron D. Taggart,Alex B. F. Martinson,Paul A. Kohl,Andrei Tokmakoff,Shrayesh N. Patel,Paul F. Nealey,Juan Pablo
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1)
标识
DOI:10.1038/s41467-024-55621-z
摘要

Abstract Water is a critical component in polyelectrolyte anion exchange membranes (AEMs). It plays a central role in ion transport in electrochemical systems. Gaining a better understanding of molecular transport and conductivity in AEMs has been challenged by the lack of a general methodology capable of capturing and connecting water dynamics, water structure, and ionic transport over time and length scales ranging from those associated with individual bond vibrations and molecular reorientations to those pertaining to macroscopic AEM performance. In this work, we use two-dimensional infrared spectroscopy and semiclassical simulations to examine how water molecules are arranged into successive solvation shells, and we explain how that structure influences the dynamics of bromide ion transport processes in polynorbornene-based materials. We find that the transition to the faster transport mechanism occurs when the reorientation of water molecules in the second solvation shell is fast, allowing a robust hydrogen bond network to form. Our findings provide molecular-level insights into AEMs with inherent transport of halide ions, and help pave the way towards a comprehensive understanding of hydroxide ion transport in AEMs.
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
萌宠完成签到,获得积分10
刚刚
搜集达人应助研友_85YNe8采纳,获得30
刚刚
1秒前
2秒前
3秒前
平淡茈完成签到,获得积分10
3秒前
澄碧千顷完成签到 ,获得积分10
4秒前
笔记本应助sym采纳,获得20
5秒前
7秒前
超级小刺猬完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
12秒前
研友_VZG7GZ应助逐梦ing采纳,获得10
13秒前
CodeCraft应助友人A采纳,获得10
13秒前
小王爱摆烂应助lingling采纳,获得30
14秒前
Tiam完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
爱雪的猫完成签到,获得积分10
15秒前
觉皇完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
星河完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
18秒前
19秒前
天色青青发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
舒适亦凝发布了新的文献求助10
20秒前
淡然的书本完成签到,获得积分20
21秒前
Tiam发布了新的文献求助10
22秒前
剪云者完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
图喵喵发布了新的文献求助10
24秒前
东winter发布了新的文献求助10
24秒前
Synviaaaaa完成签到 ,获得积分10
25秒前
kingJames发布了新的文献求助10
25秒前
Shantx发布了新的文献求助30
25秒前
缥缈的百川完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 2000
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
Crystal structures of UP2, UAs2, UAsS, and UAsSe in the pressure range up to 60 GPa 570
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3466496
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3059287
关于积分的说明 9065817
捐赠科研通 2749768
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1508697
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 697013
邀请新用户注册赠送积分活动 696804