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华东理工大学徐至教授课题组Angew综述：“膜”法力量-多孔离子传导膜在可持续电化学能源器件中的新机...

研之成理 · 公众号 · 科研 · 2025-06-12 23:57

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图 1. 综述结构框架：离子传输机理 - 孔道参数解析 - 多孔离子传导膜构建 - 电化学能源器件应用

背景介绍

为实现全球碳中和目标，亟需高效开发和利用可再生能源，而将其直接转化为电能的可持续电化学能源器件正逐渐成为核心技术路径。膜作为 EEDs 中不可或缺的功能组件，承担着导通离子与隔离电极活性物质的双重任务，其离子选择性传导能力与稳定性对器件的能量效率、安全性和循环寿命等具有决定性影响。传统商用膜材料（如 Nafion ）虽然表现出较好的离子传导率，但其在抑制活性物质交叉渗流、维持高离子选择性方面仍存在显著不足，难以满足新一代 EEDs 对高性能膜的需求。近年来， PCIMs 因其同时具备良好离子传导率与可调控的孔道结构，在实现低阻力高选择性离子迁移方面展现出独特优势。为突破“ Conductivity-Selectivity ”之间的权衡效应，实现高性能电化学能源器件的发展，有必要系统深入地探究并解析 PCIMs 中的微观孔道参数的关键作用及调控方法，从而实现高性能 PCIMs 的设计制备。