我们的科学家已经制造了可以大规模生产的高性能双极膜

记者从中国科学技术大学获悉，徐教授和吴亮教授团队在低成本高性能双极膜的开发和产业化方面取得突破性进展。他们开发了一种高性能双极膜，具有优异的稳定性以及水解和分离酸和碱的能力。该成果于1月4日《自然通讯》在线发布。

国内双极膜产品正处于批量试生产阶段，大规模产业化仍面临两大问题：一是由于膨胀系数不同，阴、阳极膜在使用过程中容易分层；二是双极膜多采用小分子或过渡金属离子作为中间层催化剂，使用过程中容易泄漏失效。

为了解决第一个问题，研究小组开发了聚苯醚基材的正负膜，解决了两层之间膨胀系数不同的问题。为了解决第二个问题，研究小组先后制备了一系列由亲水聚合物、明胶、超支化聚合物、凹凸棒土等过渡金属离子组成的中间催化层。但这些尝试用于规模制备时，双极膜的水解压降偏高，催化层的稳定性不能满足长期工业应用的需要。为了进一步提高水解离效率和双极膜中间层的稳定性，研究小组采用原位生长的思想，通过调控苯胺分子在阴阳极膜界面的锚定、聚合和原位生长，包裹碱性氧化铁粒子，构建稳定的水解离中间层制备双极膜。

试验结果表明，双极膜具有极低的水解解离起始电压，并表现出优异的稳定性和水解解离产酸产碱能力。在此基础上，研究团队开发了具有自主知识产权的高性能双极膜材料和铸造催化层喷涂一次性成型制备技术。目前已建成中试生产线，大型生产线正在建设中。