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我国团队受西瓜皮启发取得新突破 高效离子传输材料问世

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2024-09-06 10:11:11  光明网

最近，一项创新研究引起了科学界的关注。9月4日公布的信息显示，西湖大学未来产业研究中心及理学院的人工光合作用与太阳能燃料中心孙立成教授所带领的团队，成功地将西瓜皮膜应用于电化学二氧化碳还原反应过程，并取得了杰出成效。这项发现激发了他们提出一种新颖的离子传输膜（ITMs）构建策略，相关研究成果已在《自然·通讯》杂志上发表。

我国团队受西瓜皮启发取得新突破

研究人员通过详尽分析，阐明了西瓜皮膜如何在电化学二氧化碳还原中实现离子的选择性透过。他们发现，西瓜皮细胞壁内部的纳米通道里填充的果胶形成了细微的孔隙结构，加之这些微孔所产生的限域效应和连续的氢键网络，对氢氧根离子的快速迁移起到了核心作用。形象地讲，这种结构如同为氢氧根离子开辟了一条高效的传输通道；相反，酸根离子由于与果胶中丰富的羧酸根发生排斥，并且容易与果胶、纤维素表面的羟基形成氢键，导致其传递受阻，无法有效穿过这一特殊路径。

我国团队受西瓜皮启发取得新突破 高效离子传输材料问世

离子传输膜对于电化学二氧化碳还原、电解水及燃料电池等可再生能源转化与储存技术至关重要，其性能直接关系到能源转换的效率及成本控制。当前广泛应用的离子传输膜存在的多种限制，而西瓜皮膜的出色表现，为突破这些技术瓶颈带来了新视角和解决方案，孙立成教授如是说。

此项研究不仅展现了自然材料在高科技领域的潜力，也为可持续能源领域的发展开拓了新的可能。

(责任编辑：张小花 TT1000)
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