通过不同浓度的盐溶液之间的水压差而获得的渗透能是一种可持续的能源。在过去的几年中，不对称的芳香族化合物膜由于其低成本和高性能的渗透能转换而引起了全世界的关注。研究表明，成膜过程、荷电状态、官能团、膜厚和膜的离子交换能力都会影响发电性能。而在不对称膜中，双极膜在很大程度上促进了离子的传输。

有鉴于此，中科院理化技术研究所Xiang-Yu Kong，闻利平研究员，江雷院士报道了以同一前驱体为原料，合成了带负电荷的磺化聚醚砜（PES-SO₃H）和带正电荷的咪唑型聚醚砜（PES-OHIM），并采用无溶剂诱导相分离（NIPS）和旋涂（SC）法制备了一系列双极膜（简称ZW）。

文章要点

1）具有相同前驱体主链的两种聚合物可以保持双极性膜的机械稳定性。

2）研究人员研究了不同形式的磺酸基团和膜厚对功率密度的影响。由于两层膜的厚度、孔径和化学成分不同，双极膜可以观察到明显的离子电流整流。

3）研究人员测试了不同离子交换容量的双极膜的输出功率密度，并综合考虑了电荷密度与尺寸变化的关系。

4）在50倍的盐度梯度下，双极膜的最大功率密度可达~6.2 W/m²，比Nafion 117高出13%。

该研究表明，不同官能团的聚醚砜的设计为膜的设计和制备提供了一条新途径，并具有促进渗透能量收集和其他应用的潜力。

Yue Sun，et al Tailoring Poly(ether sulfone) Bipolar Membrane for Osmotic Energy Generator with High Power Density, Angew. Chem. Int. Ed.

DOI：10.1002/anie.202006320

https://doi.org/10.1002/anie.202006320