沈春晖教授在《Energy & Environmental Science》发表最新国际合作研究成果

发布:2017-5-11 来源:材料科学与工程学院 浏览:6281 字体:
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  新闻经纬讯 近日,我校材料学院沈春晖教授在双极膜研究方面取得重要突破,相关研究成果以“High Performance Electrospun Bipolar Membrane with a 3D Junction”为题在线发表在《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science, 2017, DOI: 10.1039/C7EE00345E)上。该论文第一署名单位为武汉理工大学,沈春晖教授为第一作者。

  《Energy & Environmental Science》期刊由英国皇家化学会(RSC)创办,2016年公布的影响因子为25.427,5年影响因子为22.118,该期刊是世界公认的能源与环境领域顶级刊物,在能源和环境科学领域400余份期刊中排名第一。

  沈春晖教授与美国Vanderbilt University(范德堡大学)工程学院的Peter N. Pintauro教授合作,利用各自在材料科学领域以及化学工程领域的专长,提出采用静电纺丝法制备具有3D界面层的双极膜,并在界面层中引入水解离催化剂。此项技术极大地提高了双极膜的水解离效率,降低了水解离电压,使得双极膜能在较高电流密度下工作。

3D界面层双极膜的结构图

  双极膜是一种由阴离子交换膜层、阳离子交换膜层及中间界面层复合而成的新型离子交换膜。由于双极膜具有独特的水解离性能,其在电渗析、光电催化制氢以及双极燃料电池等领域有着广泛的应用。目前商业化的双极膜大多采用阴、阳离子交换膜层的热压法、粘合法和流延法制备,所形成的中间界面层为2D结构,水解离的速率和效率有限,且在高电流密度下跨膜电压降会迅速升高。沈春晖教授与Peter N. Pintauro教授此次通过静电共纺丝阴、阳离子纳米纤维来构建3D结构的中间界面层,并在其中引入氢氧化铝纳米颗粒水解离催化剂。这种3D结构的纳米纤维双极膜跨膜电压降E100低于0.9V(电流密度100mA/cm2),在高电流密度(大于500mA/cm2)或频繁的开启、关闭条件下运行后,未出现阴、阳离子交换膜层分离的现象。

  该研究已得到国家留学基金委公派访问学者项目的资助。

  论文链接: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ee/c7ee00345e

关键词:沈春晖材料学院研究成果发表

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