推动电氢耦合发展 助力新型电力系统建设

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【成果简介】为了全面概述功能填充材料应用于膜法沼气净化方面的研究进展，电氢电力新加坡南洋理工大学Tae-HyunBae助理教授（通讯作者）、电氢电力王蓉教授、天津大学MichaelD.Guiver教授在ChemicalReviews上发表了题为HarnessingFillerMaterialsforEnhancingBiogasSeparationMembranes的综述文章，蔡崇扬和吴昆励博士为论文的第一作者。图四、耦合本综述涵盖的纯聚合物膜（a）和杂化复合膜（b）的分离性能分析图五、耦合本综述涵盖的填充材料对杂化复合膜透过系数、选择系数的相对影响图六、通过对杂化复合膜透过系数和选择系数增值的分析而选出的前20个最有效的填充材料图七、本综述涵盖的杂化复合膜的Findex分析【总结与展望】本文总结了填充材料在改善杂化复合膜CO2/CH4分离性能方面的最新研究进展。

但由于高分子聚合物是杂化复合膜的连续相，发展其将在很大程度上决定杂化复合膜的分离性能，发展而填充材料只能在此基础上对杂化复合膜的分离性能进行调节。【引言】近些年来，助力全球能源消耗不断加剧，而环境污染问题也日趋严重。新型系统杂化复合膜或混合基质膜是通过将填充材料作为分散相混于聚合物连续相中制得的复合膜。

建设因此只考虑杂化复合膜的绝对分离性能是否可以突破Robeson上限很难从根本上对填充材料在提升杂化复合膜分离性能方面的能力给出评价。二维材料包括石墨烯家族、推动片状硅酸盐及二维金属有机骨架等新兴材料，推动由于其高的面厚比，在较低填充浓度下即可实现气体分离性能尤其是气体选择系数的显著提高，且适用于超薄分离膜和具有较高渗透系数的高分子膜材料。

与传统分离技术相比，电氢电力膜分离法具有能耗低、电氢电力操作容易、占地面积小等优势，因此发展高效的CO2/CH4分离膜技术将在未来大批量生产生物甲烷方面起到重要作用。

基于这点，耦合我们提出了填充材料增强指数这一概念，希望可以减弱聚合物连续相的影响，进而突出填充材料在提升杂化复合膜分离性能方面的作用。发展开发具有高电压稳定性的聚合物电解质并进一步增强其离子电导率对于固态锂电池的实际应用是至关重要的。

当在60℃下真空干燥时，助力增塑的PVDF膜达到1.2×10-4 S/cm的高电导率。（d）具有随机分布的纳米线填料的复合膜的有效杨氏模量作为重量分数的函数（e）变形纳米线网络的轴向应变轮廓，新型系统平均拉伸应变为5％图五使用PVDF/凹凸棒土-CPE的NMC全电池性能  图六PVDF/凹凸棒土CPE的稳定性（a）钉刺试验的示意图（b）穿刺前和（c）穿刺后的NMC/PVDF-凹凸棒土CPE/Li袋式电池，新型系统没有明显温度上升。

然而，建设基于PEO的聚合物电解质通常在室温下离子电导率低。此外，推动数值模拟揭示了纳米线/纳米线-聚合物相互作用及交联网络是机械强度显着增强的原因。