寧波材料所在經濟型高性能離子交換膜材料方面取得進展

　　近年來，針對能源、資源、環境之間日益突出的矛盾，世界各國紛紛加大推進新能源技術開發力度。在新能源領域中，作為便攜式移動電源的燃料電池、用于大規模蓄電儲能的液流電池及超級電容器，以及可反復充電的鋰離子電池，都要利用高性能離子交換膜分隔正負極并能形成回路。此外，在許多傳統領域諸如電解制備裝置、電滲析、化學催化、氣體分離、氣體干燥、污水處理、海水淡化、氯堿工業等，高性能離子交換膜也具有其它材料不可替代的作用。在這些領域中，全氟磺酸離子膜以其具有優異的性能而得到廣泛應用。但這種材料合成工藝復雜、價格昂貴且受外國壟斷企業技術封鎖，加上廢品難處理，耐熱性低以及膜強度低，因而不經增強就無法使用。它們在氯堿工業和新能源電池中的應用中還存在活性物質（如OH-陰離子、甲醇或釩離子）穿透的問題。

　　針對上述存在的問題，中科院寧波材料技術與工程研究所功能膜團隊在薛立新研究員和陶慷副研究員的帶領下，結合目前耐高溫、機械性能好、高導電性的高性能離子交換膜的發展趨勢，合成、制備了一類高性能的經濟型離子交換膜。所開發的離子交換膜的關鍵指標電導率達到0.227 s/cm，遠遠高于目前使用最多的全氟磺酸離子膜，同時它的最大拉伸應力達到25.3 MPa，拉伸測試中斷裂伸長率也達到了45.09%，這些指標都達到或高于商用離子交換膜的要求。

　　該新型離子交換膜材料價格相對便宜、合成工藝簡單、少有難處理廢品產生，是一類經濟型的離子交換膜。相關研究成果已經申請國家發明ZL5項(其中授權1項)。目前，研究團隊正在進行離子交換膜材料進一步的性能表征和應用評價，探討該類經濟型離子交換膜材料在燃料電池和電滲析水處理等領域應用和發展的可行性，并著手進行中試放大試驗，旨在加快推進產業化進程。

　

寧波材料所制備的凝膠電解質膜與全氟磺酸離子膜（Nafion）電導率隨溫度變化曲線