西瓜皮立功了！我國(guó)科學(xué)家取得重要成果→

2024-09-05 23:03 來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)、西湖大學(xué)

記者9月4日獲悉，西湖大學(xué)未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心、理學(xué)院人工光合作用與太陽(yáng)能燃料中心孫立成團(tuán)隊(duì)將西瓜皮膜用于電化學(xué)二氧化碳還原反應(yīng)中，其展現(xiàn)出卓越的性能。受此啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種構(gòu)建新型離子傳輸膜（ITMs）的策略。相關(guān)研究日前發(fā)表在《自然·通訊》期刊。

解凍中的西瓜皮

經(jīng)過(guò)深入研究，團(tuán)隊(duì)揭示了西瓜皮膜在二氧化碳電化學(xué)還原中離子選擇性透過(guò)的機(jī)理?！疤畛湓谖鞴掀ぜ?xì)胞壁納米通道里的果膠形成的微孔結(jié)構(gòu)，以及通過(guò)微孔限域作用形成的連續(xù)氫鍵網(wǎng)絡(luò)，對(duì)氫氧根離子的傳輸起到了關(guān)鍵作用?！?孫立成解釋，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，氫氧根離子通過(guò)微孔結(jié)構(gòu)和氫鍵網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高效傳遞，如同上了高速公路；而酸根離子則因與果膠中富含的羧酸根“同性相斥”，同時(shí)還與果膠和纖維素里的羥基形成氫鍵，但酸根離子無(wú)法通過(guò)氫鍵網(wǎng)絡(luò)傳遞，因此被“拖住”了。

西瓜皮膜內(nèi)的“離子選擇性傳輸機(jī)制”示意圖

離子傳輸膜是電化學(xué)二氧化碳還原反應(yīng)、電解水和燃料電池等可再生能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能直接影響能源轉(zhuǎn)換效率和產(chǎn)物收集成本。“目前廣泛使用的離子傳輸膜存在諸多局限，而此次研究的西瓜皮膜展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，為解決現(xiàn)有離子傳輸膜的問(wèn)題提供了新的思路和方法?！?孫立成說(shuō)。

編輯：梁海飛