近来，中国科学院大连化学物理研讨所研讨员李前锋团队与中国科学技术大学研讨员张宏俊等协作，在液流电池用离子选择性膜研讨中获得发展，开发出新式界面交联战略，制备出厚度仅为3μm的高稳定性超薄聚合物膜资料，将全钒液流电池作业电流密度提高至300

  聚合物离子选择性膜因成本低、易于规模化制备等优势，成为现在市场上干流的液流电池膜资料。但是，与具有周期性和规整有序孔结构的无机纳米多孔资料如MOF、COF不同，传统办法制备的聚合物膜一般具有不规则无序孔结构，难以完成液流电池活性物质和载流子的准确筛分，存在选择性和渗透性彼此约束的Trade-off效应。

  为打破这一约束，李前锋团队提出了界面交联新战略，将聚合物交联反响约束在有限的界面空间内，制备出由纳米级分离层和支撑层组成的超薄聚合物膜。测验成果为，分离层中稳健的共价交联网络结构提高了膜的机械稳定性，其横向拉伸强度和纵向硬度均优于商业化的Nafion 212膜，可使所开发的聚合物膜资料厚度下降至3μm。

  研讨之后发现，该膜资料分离层的孔径散布在1.8Å至5.4Å之间，与具有规整孔道结构的无机纳米多孔资料类似，被称为“准有序”网状交联结构。这种孔径散布刚好坐落液流电池活性物质和载流子的尺度之间，完成了对活性物质的准确筛分以及对载流子的快速传导。一起，纳米级分离层及膜全体厚度下降减少了离子传输阻力，使所开发的超薄膜在宽pH范围内均表现出超低的面电阻和活性物质渗透系数，打破了聚合物膜选择性和渗透性的Trade-off效应。

  在实践使用测验中，科研人员将这一膜资料使用于全钒液流电池。研讨发现，在300mA/cm2高电流密度下，电池能量功率超越80%。一起，该超薄膜可使用于碱性锌铁液流电池和水系有机液流电池，在高电流密度下均展现出优异的功能。经过改动交联剂的类型，研讨人员进一步验证了界面交联战略的普适性。

  上述研讨为规划具有高机械稳定性、超低面电阻和渗透系数的超薄膜供给了新思路，有望提高多种水系液流电池的作业电流密度和功率密度。

  相关研讨成果宣布在《天然-化学工程》（Nature Chemical Engineering）上。研讨作业得到国家天然科学基金、国家重点研制方案、中国科学院战略性先导科技专项（A类）等的支撑。