p A membrana bipolar, um tipo de membrana de troca iônica, é considerado o material fundamental para a tecnologia de emissão zero. É composto por um ânodo e uma camada de membrana catódica, e uma camada de hidrólise intermediária. Sob polarização reversa, as moléculas de água na camada intermediária produzem OH ^- e H ⁺ por polarização. p A produção em grande escala da membrana é prejudicada pelos diferentes coeficientes de expansão das camadas de ânodo e cátodo, tornando as duas camadas fáceis de delaminar. Além do mais, os catalisadores intermediários mais usados ​​são moléculas pequenas ou de transição, que são instáveis ​​e ineficientes.

p Em um estudo publicado em Nature Communications, uma equipe liderada pelo Prof. Xu Tongwen e Prof Wu Liang da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) adotou uma ideia de crescimento in-situ para construir uma membrana estável e eficiente.

p Em seus estudos anteriores sobre membranas bipolares, os pesquisadores desenvolveram a camada de membrana de ânodo e cátodo de substrato de éter polifenileno para resolver o problema de diferentes coeficientes de expansão, e preparou uma série de estruturas de camada catalítica intermediária para resolver o segundo problema. Contudo, para a aplicação industrial, mais pesquisas são necessárias, pois a queda de pressão de hidrólise é muito alta para a produção em larga escala.

p Portanto, os pesquisadores construíram uma camada intermediária de hidrólise estável, regulando a posição de crescimento in-situ na interface da membrana do ânodo e do cátodo, moléculas de anilina agregadas, polimerizado, e partículas de FeO (OH) encapsuladas.

p A rede de polianilina fornece forte adesão entre as camadas da membrana e realiza a fixação e dispersão uniforme das partículas de FeO (OH). Partículas de FeO (OH) de tamanho uniforme fornecem sítios ativos para hidrólise e promovem a polarização da água, liberando H ⁺ e OH ^- rapidamente sob um campo elétrico.

p Esta membrana recém-sintetizada supera a membrana comercial japonesa Neosepta BP1 correspondente nos aspectos de voltagem inicial de dissociação de água, estabilidade em alta densidade de corrente e capacidade de gerar ácido e álcali por hidrólise.

p Além disso, os pesquisadores desenvolveram técnicas de moldagem com direitos de propriedade intelectual independentes. A linha de produção em grande escala está em construção.