近年來(lái)，針對(duì)能源、資源、環(huán)境之間日益突出的矛盾，世界各國(guó)紛紛加大推進(jìn)新能源技術(shù)開(kāi)發(fā)力度。在新能源領(lǐng)域中，作為便攜式移動(dòng)電源的燃料電池、用于大規(guī)模蓄電儲(chǔ)能的液流電池及超級(jí)電容器，以及可反復(fù)充電的鋰離子電池，都要利用高性能離子交換膜分隔正負(fù)極并能形成回路。此外，在許多傳統(tǒng)領(lǐng)域諸如電解制備裝置、電滲析、化學(xué)催化、氣體分離、氣體干燥、污水處理、海水淡化、氯堿工業(yè)等，高性能離子交換膜也具有其它材料不可替代的作用。在這些領(lǐng)域中，全氟磺酸離子膜以其具有優(yōu)異的性能而得到廣泛應(yīng)用。但這種材料合成工藝復(fù)雜、價(jià)格昂貴且受外國(guó)壟斷企業(yè)技術(shù)封鎖，加上廢品難處理，耐熱性低以及膜強(qiáng)度低，因而不經(jīng)增強(qiáng)就無(wú)法使用。它們?cè)诼葔A工業(yè)和新能源電池中的應(yīng)用中還存在活性物質(zhì)（如OH-陰離子、甲醇或釩離子）穿透的問(wèn)題。
針對(duì)上述存在的問(wèn)題，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所功能膜團(tuán)隊(duì)在薛立新研究員和陶慷副研究員的帶領(lǐng)下，結(jié)合目前耐高溫、機(jī)械性能好、高導(dǎo)電性的高性能離子交換膜的發(fā)展趨勢(shì)，合成、制備了一類(lèi)高性能的經(jīng)濟(jì)型離子交換膜。所開(kāi)發(fā)的離子交換膜的關(guān)鍵指標(biāo)電導(dǎo)率達(dá)到0.227s/cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前使用最多的全氟磺酸離子膜，同時(shí)它的最大拉伸應(yīng)力達(dá)到25.3MPa，拉伸測(cè)試中斷裂伸長(zhǎng)率也達(dá)到了45.09%，這些指標(biāo)都達(dá)到或高于商用離子交換膜的要求。
該新型離子交換膜材料價(jià)格相對(duì)便宜、合成工藝簡(jiǎn)單、少有難處理廢品產(chǎn)生，是一類(lèi)經(jīng)濟(jì)型的離子交換膜。相關(guān)研究成果已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利5項(xiàng)(其中授權(quán)1項(xiàng))。目前，研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行離子交換膜材料進(jìn)一步的性能表征和應(yīng)用評(píng)價(jià)，探討該類(lèi)經(jīng)濟(jì)型離子交換膜材料在燃料電池和電滲析水處理等領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展的可行性，并著手進(jìn)行中試放大試驗(yàn)，旨在加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。