记者9月5日获悉，西湖大学未来产业研究中心、理学院人工光合作用与太阳能燃料中心孙立成团队将西瓜皮膜用于电化学二氧化碳还原反应中，其展现出高离子电导率和高防产物透过性。受此启发，研究团队提出了一种构建新型离子传输膜（ITMs）的策略。相关研究日前发表于《自然·通讯》期刊。
此次研究始于一次意外。2021年，团队成员刘清路和唐堂博士将西瓜放入冰箱速冻层，几天后发现西瓜皮膜在解冻后自然脱落。唐堂由此产生灵感，认为西瓜皮可能是一种天然的离子传输膜。随后，他们将西瓜皮膜放入电化学二氧化碳还原反应测试装置，发现其能正常工作，且性能不亚于商业化离子交换膜。
为深入探究西瓜皮膜的离子选择性原理，孙立成团队展开了跨学科研究。研究团队进一步发现，西瓜皮的皮下层膜表现出色，在1摩尔每升的氢氧化钾中浸泡后，室温下的氢氧根离子电导率优于1摩尔每升氢氧化钾水溶液本身的离子电导率。这意味着西瓜皮膜能够加速氢氧根离子的传输。
为什么西瓜皮膜只让氢氧根离子通过，而排斥了酸根离子？经过深入研究，团队揭示了西瓜皮膜在二氧化碳电化学还原中离子选择性透过的机理。
“填充在西瓜皮细胞壁纳米通道里的果胶形成的微孔结构，以及通过微孔限域作用形成的连续氢键网络，对氢氧根离子的传输起到了关键作用。” 孙立成解释，简单来说，氢氧根离子通过微孔结构和氢键网络实现高效传递，如同上了高速公路；而酸根离子则因与果胶中富含的羧酸根“同性相斥”，同时还与果胶和纤维素里的羟基形成氢键，但酸根离子无法通过氢键网络传递，因此被“拖住”了。
离子传输膜是电化学二氧化碳还原反应、电解水和燃料电池等可再生能源转换与存储系统的关键部件，其性能直接影响能源转换效率和产物收集成本。“目前广泛使用的离子传输膜存在诸多局限，而此次研究的西瓜皮膜展现出了优异的性能，为解决现有离子传输膜的问题提供了新的思路和方法。” 孙立成说。
据悉，基于西瓜皮膜的传输机制，孙立成团队正在进行新型离子传输膜设计，并制备了分别用于电解水以及电化学二氧化碳还原反应的阴离子交换膜，展现出优异性能。目前研究团队正推进后续研发。
记者9月5日获悉，西湖大学未来产业研究中心、理学院人工光合作用与太阳能燃料中心孙立成团队将西瓜皮膜用于电化学二氧化碳还原反应中，其展现出高离子电导率和高防产物透过性。受此启发，研究团队提出了一种构建新型离子传输膜（ITMs）的策略。相关研究日前发表于《自然·通讯》期刊。
此次研究始于一次意外。2021年，团队成员刘清路和唐堂博士将西瓜放入冰箱速冻层，几天后发现西瓜皮膜在解冻后自然脱落。唐堂由此产生灵感，认为西瓜皮可能是一种天然的离子传输膜。随后，他们将西瓜皮膜放入电化学二氧化碳还原反应测试装置，发现其能正常工作，且性能不亚于商业化离子交换膜。
为深入探究西瓜皮膜的离子选择性原理，孙立成团队展开了跨学科研究。研究团队进一步发现，西瓜皮的皮下层膜表现出色，在1摩尔每升的氢氧化钾中浸泡后，室温下的氢氧根离子电导率优于1摩尔每升氢氧化钾水溶液本身的离子电导率。这意味着西瓜皮膜能够加速氢氧根离子的传输。
为什么西瓜皮膜只让氢氧根离子通过，而排斥了酸根离子？经过深入研究，团队揭示了西瓜皮膜在二氧化碳电化学还原中离子选择性透过的机理。
“填充在西瓜皮细胞壁纳米通道里的果胶形成的微孔结构，以及通过微孔限域作用形成的连续氢键网络，对氢氧根离子的传输起到了关键作用。” 孙立成解释，简单来说，氢氧根离子通过微孔结构和氢键网络实现高效传递，如同上了高速公路；而酸根离子则因与果胶中富含的羧酸根“同性相斥”，同时还与果胶和纤维素里的羟基形成氢键，但酸根离子无法通过氢键网络传递，因此被“拖住”了。
离子传输膜是电化学二氧化碳还原反应、电解水和燃料电池等可再生能源转换与存储系统的关键部件，其性能直接影响能源转换效率和产物收集成本。“目前广泛使用的离子传输膜存在诸多局限，而此次研究的西瓜皮膜展现出了优异的性能，为解决现有离子传输膜的问题提供了新的思路和方法。” 孙立成说。
据悉，基于西瓜皮膜的传输机制，孙立成团队正在进行新型离子传输膜设计，并制备了分别用于电解水以及电化学二氧化碳还原反应的阴离子交换膜，展现出优异性能。目前研究团队正推进后续研发。
近日，国家知识产权局等五部门联合印发了《专利产业化促进中小企业成长计划实施方案》（以下简称《实施方案》）。《实施方案》提出，到2025年底，中小企业知识产权意识和专利转化运用能力得到普遍提升 英国科学家首次创造了一个新颖的实验平台，即“量子龙卷风”。它能模拟超流体氦中的黑洞，使研究人员能更详细地观察类似黑洞的行为以及与周围环境的相互作用。通过对超流体氦表面微波动力学的观 记者3月20日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队在量子态分辨研究中取得重要进展。研究组在最小资源消耗的量子态分辨问题中首次提出了全局最优自适应策略，并发展了自适应集体测量实验 3月23日消息，京东与OPPO战略合作协议签约仪式举行，双方签订未来三年OPPO在京东全渠道实现销售额同比增长100%的目标。在签约仪式上，OPPO高级副CEO、首席产品官刘作虎表示，2024年线上突破是OPPO中国区 3月23日，“天卫科技03星”暨“华祥苑壹号”卫星在厦门举行出征仪式，这是由厦门本土企业天卫科技制造研发的第三颗服务当地建设的商业卫星，标志着厦门航天卫星应用领域商业化、产业化发展更进一 俄罗斯国家航天集团23日发布消息说，俄当天成功发射了“联盟MS-25”载人飞船。消息说，莫斯科时间23日15时36分（北京时间20时36分），“联盟MS-25”载人飞船搭乘“联盟-2.1a”运载火箭从哈萨克斯坦境 。本文链接：受西瓜皮启发，离子交换膜设计有了新思路http://www.sushuapos.com/show-2-8384-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 第三代“光音魔方”高效校验互感器极性
下一篇： 新型抑制剂可防治多种作物真菌病害