尽管双极膜目前在多种多样的电化学设备得到作用，但是人们并不清楚双极膜在正向偏压下如何将浓度梯度变化的质子转化为电能量。通常在处于工作时，这些器件的双极膜暴露在复杂的电解质混合物，但是人们对于电解质对极化的影响并不清楚。有鉴于此，麻省理工学院Yogesh Surendranath等提出一种机理来解释双极膜在具有不同酸碱度的混合电解质中的正向偏置极化行为。

主要内容：

（1）

这个双极膜机理包括了弱酸/弱碱在BPM的积累情况，而且包括离子阻断用于抑制强酸/强碱的重新结合（强酸/强碱可能显著的中和过电位的数值）。

（2）

作者展示了该理论模型应用于燃料电池和氧化还原液流电池的情况，此外介绍了两种能够改善的材料设计策略。随后，作者将该发现用于提高和控制CO₂电解槽碳酸盐的效率。这项工作通过描述膜-膜界面的不平衡局部环境，有助于理解质子转化为电能的效率。

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Toh, W.L., Dinh, H.Q., Chu, A.T. et al. The role of ionic blockades in controlling the efficiency of energy recovery in forward bias bipolar membranes. Nat Energy (2023)

DOI: 10.1038/s41560-023-01404-7

https://www.nature.com/articles/s41560-023-01404-7