阿卜杜拉国王科技大学 考斯特的研究人员正在通过电聚合开发简单且成本有效的膜，以帮助工业满足环境法规并降低能耗
信用:KAUSTAnastasia Serin 使用电化学聚合或电聚合生成膜，可以提供简单且成本有效的途径来帮助各种行业满足日益严格的环境法规并降低能耗
KAUST的研究人员通过电化学方法将有机共轭聚合物沉积在高度多孔的电极上，制造出了具有明确微孔的膜
这些微孔膜有许多应用，从有机溶剂纳滤到选择性分子传输技术
高性能分离依赖于具有良好有序和致密微孔结构的坚固膜，例如沸石和金属有机框架
与这些最先进的材料不同，传统的聚合物通过廉价和可扩展的工艺生产出具有所需微孔的膜，但其无定形结构和低孔隙率使其效率较低
共轭微孔聚合物已显示出增强性能的聚合物基膜的潜力
这些溶剂稳定的聚合物通过电聚合形成具有均匀孔径和高表面积的交联网络，这是一种依赖于电活性单体的相对简单的方法
然而，缺点是生产的膜太脆，不能承受压力驱动的分离
由赖志平领导的KAUST团队寻求一种制造坚固薄膜的新方法
学分:阿卜杜拉国王科技大学 蜘蛛丝从其皮芯结构中获得非凡的强度和延展性，受此启发，该团队开发了一种电聚合方法，在电极的多孔网络中生长共轭聚合物聚咔唑1
他们将电活性咔唑单体分散在电化学电池的电解质溶液中，并在施加的电压下氧化单体，以用聚合物膜涂覆电极
电极由碳基管状纳米结构制成，用作膜的坚固多孔支架
由于其高表面积和对有机溶剂的高亲和力，该膜显示出比大多数现有系统更快的溶剂传输
它还能在很小的分子量差内分离染料分子
“这种窄的分子筛选归因于均匀的孔径，”博士说
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学生周宗耀
另一个由赖领导的团队使用了一种类似的基于电聚合的方法来防止锂硫电池的阴极分解，这一次是受人类皮肤保护作用的启发2
这些可充电电池环保又便宜，比无处不在的锂离子电池具有储存更多能量的潜力，这使得它们可用于电动汽车、无人机和其他便携式电子设备
然而，它们的硫阴极形成称为多硫化物的化合物，在放电过程中容易溶解到电解质中
这些可溶性化合物可以在阴极和阳极之间穿梭，导致永久的容量损失和锂金属阳极的退化
通过将有机共轭聚合物电化学沉积到高度多孔的电极上，制备出具有良好限定的微观孔的膜
信用:KAUSTAnastasia Serin 先前防止多硫化物溶解的尝试，例如将化合物捕获并固定在阴极上，已经取得了有限的成功
“我们认为为硫阴极生长一层人造皮肤将有助于阻止多硫化物从阴极泄漏，”Ph说
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学生董果
研究人员合成了另一种在外加电压下与阴极表面一致的聚咔唑膜
这种纳米外壳具有细小均匀的孔隙，可以阻止多硫化物的扩散，但有利于锂离子的快速传输，从而提高电池的硫利用率和能量密度
该团队计划评估其他电极系统中的电聚合过程
赖说，纳米皮肤有望用于有机电池，在这种电池中，氧化还原活性有机分子的溶解相当具有挑战性
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