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锚点:中国“膜”,如何“盘活”一个新能源产业? | 袁岚峰
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袁岚峰:您2023年在Nature《自然》上发的那篇文章,叫做《三嗪框架膜内近乎无摩擦的离子传输》,就是我们刚才说的那个有机液流电池的研究。所以这个工作到底是怎么发挥作用的?
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徐铜文:传统的离子膜,就是致密膜。致密膜的传质阻力比较大,所以我们做了一个三嗪框架。它是一个刚性框架,它的孔道结构是限域状态,所以它能够实现这个限域传递。我们已经用一些微观的手段观察到了,离子在这个膜里面的状态和在水里面的状态是一样的,所以我们讲是近无摩擦的一个传递。
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徐铜文:从另外一方面来讲,有机液流电池与无机液流电池相比,发展相对晚一点。它第一个概念提出是2014年,是美国哈佛大学Michael J. Aziz教授提出的。当时大家做实验用现有的膜,它的电流密度大概在一百个毫安每平方厘米,那无机的(液流电池)当时就两百五到三百五(毫安每平方厘米)左右了。那跟无机(液流电池)比,从能量密度来讲的话,就没有产业化的可能。所以我们研究这个隔膜以后,我们当时实现了五百个毫安每平方厘米,一下子这个行业有信心了,原来觉得这个不能工业化,那现在基本上应该可以了。
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袁岚峰:相当于你们救活了这个有机液流电池。
徐铜文:我们现在合作企业应该目前是世界上规模最大的(有机液流电池)公司。我们的两个专利许可给他们了。这个技术的突破带动了这个行业。
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如何实现碳达峰、碳中和?我们在上一期谈的分离科学,就将发挥关键作用。例如大家最熟悉的新能源标志性技术——电池,阴极阳极物质的分离就是一个核心科学问题。
我的同事、中国科学院院士、中国科学技术大学化学与材料科学学院徐铜文教授,作为一位资深的“膜”法师,也是中国科学技术大学碳中和研究院的骨干。他研究的离子膜、双极膜等等,最重要的应用场景正是碳中和。从储能到制氢到过程工业低碳变革,他都做出了许多贡献。让我们继续聆听徐铜文老师的思考。
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《锚点》节目中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰对话中国科学技术大学徐铜文院士,东方卫视2026年1月21日播出。25分钟的全片可见于上海广播电视台“看看新闻”网站(http://t.cn/AXM52dCk)、app以及视频号,本片为精彩片段之一。
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2025年1月1日,我和上海广播电视台合作的科学家对话节目《锚点》在东方卫视开播,每周三22:00播出。经常有朋友问全片回放在哪里看,以前唯一可看的地方是上海广播电视台的“看看新闻”网站,在其中搜“锚点”就可以看到。从11月5日开始,锚点节目在哔哩哔哩上线了!欢迎大家关注新开的“东方卫视锚点”账号,欢迎大家在B站观看锚点全片,在“东方卫视锚点”账号或者我的账号“袁岚峰”或者B站纪录片频道都可以看到。真科学,真对话,欢迎大家来到锚点!
