超高电荷密度膜中快速且选择性的离子传输：突破电化学技术瓶颈

离子选择性膜在电化学技术中至关重要，但离子电导率和阴阳离子选择性间存在权衡难题。研究人员开展膜设计策略研究，通过特定方法制备出超高电荷密度的阴离子交换膜，提升了电导率 / 选择性上限，降低电渗析盐水浓缩能耗，推动电化学系统发展。

　　离子选择性膜（Ion-selective membranes）对于电化学技术至关重要，因为它们能够调节离子传输，并区分阳离子和阴离子。然而，有效应用离子选择性膜的一个主要障碍是，离子电导率与阳离子 / 阴离子选择性之间存在固有的权衡，这是膜电荷与含水量相互依赖的结果。在这里，研究人员介绍了一种膜设计策略，该策略不仅能实现高电荷密度，还几乎将电荷与含水量解耦。研究人员的策略是使低分子量带电单体与带电交联剂进行共聚，确保聚合物主链的每个重复单元都包含一个带电基团。利用这种策略合成的阴离子交换膜（Anion-exchange membranes）展现出超高的电荷密度，大幅提高了电导率 / 选择性的上限。研究人员进一步证明了这些超高电荷密度膜在电渗析盐水浓缩方面的实际意义，比最先进的基准实现了更低的比能耗。这种膜设计的进步可能会影响一系列能源和环境应用中电化学系统的开发和部署。