Az áttörés: vékony membránok, nagyobb aksi teljesítmény

Az áttörés: vékony membránok, nagyobb aksi teljesítmény
A polimeralapú membránokat szinte minden elválasztástechnológiában használjuk, hiszen olcsók és ipari méretekben könnyen gyárthatók. Eddig azonban gondot jelentett, hogy a gyártási módszerekkel főként rendezetlen, szabálytalan pórusok keletkeztek, ellentétben a fémorganikus vagy kovalens anyagokkal, amelyekben szép, szabályos csatornák jönnek létre. Emiatt a polimer membránok nem voltak alkalmasak hasonló méretű ionok vagy molekulák pontos szétválasztására, így mindig kompromisszumot kellett kötni: vagy jó az áteresztőképesség, vagy a szelektivitás.

Retikulum szerkezet, ultravékony kialakítás

Li Xianfeng professzor (Dalian Kémiai Fizikai Intézet, Kínai Tudományos Akadémia) csapata egy újszerű polimer keresztkötési stratégiát dolgozott ki, amellyel 3 mikrométer vastag, nanoszintű elválasztó réteget tudtak létrehozni. Az új eljárás olyan membránokat eredményezett, amelyek vastagsága csupán 3 mikrométer, mégis stabil kovalens szerkezettel rendelkeznek. A keresztkötési idővel és a reagens típusával a réteg vastagsága és alakja szabályozható.

Lenyűgöző akkumulátorteljesítmény

Az új típusú membránokat vanádium átfolyós akkumulátorokban tesztelték, ahol gond nélkül bírták a 300 mA/cm2 áramerősséget, miközben a vastagság csökkenésével az iontranszport-ellenállás jelentősen lecsökkent. Az 1,8–5,4 angström méretű üregek kvázi rendezett retikulumot alkottak, így az ionok szűrése rendkívül precízen, angströmnyi pontossággal vezérelhető volt. Az újdonság abban rejlik, hogy végre a szelektivitás és az áteresztőképesség nem zárja ki egymást: a vanádiumos akkumulátor 82,4%-os hatásfokkal (efficiency) működött 300 mA/cm2 áramerősségen. Ez jelentős előrelépést ígér az elválasztó- és energiatároló technológiákban.

2025, adrienne, phys.org alapján

  • Te szerinted mennyire fontos figyelni arra, hogy egy új technológia mennyire környezetbarát?
  • Mit tennél, ha te találnál egy ilyen forradalmi megoldást?
  • Szerinted hogyan lehet eldönteni, hogy egy ilyen fejlesztés etikus módon kerül-e felhasználásra?




Legfrissebb posztok