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Las tecnologías de energía por gradiente de salinidad, como la electrodialisis inversa (RED) y la mezcla capacitiva basada en el potencial de Donnan (Capmix CDP), podrían ayudar a abordar la necesidad global de energía no basada en carbono. Las membranas de intercambio aniónico (AEM) son un componente clave en estos sistemas, y se necesitan AEM mejoradas para optimizar y extender las tecnologías de energía por gradiente de salinidad. Medimos las propiedades de resistencia iónica y permselectividad de AEM funcionalizadas con amonios cuaternarios basadas en cadenas de polímero de poli(sulfona) y poli(óxido de fenileno) y desarrollamos relaciones estructura-propiedad entre las propiedades de transporte y el contenido de agua y la concentración de carga fija de las membranas. Las propiedades de transporte de iones y exclusión de iones dependen de la fracción volumétrica de agua en la membrana de polímero, y la naturaleza química del propio polímero puede influir en la sintonización precisa de las propiedades de transporte para obtener membranas con otras propiedades útiles, como estabilidad química y dimensional. La resistencia iónica de las AEM consideradas en este estudio disminuyó en más de 3 órdenes de magnitud (es decir, de 3900 a 1.6 Ω m) y la permselectividad disminuyó en un 6% (es decir, de 0.91 a 0.85) a medida que la fracción volumétrica de agua en el polímero se varió por un factor de 3.8 (es decir, de 0.1 a 0.38). Se utilizó el contenido de agua para racionalizar una relación de compensación entre la permselectividad y la resistencia iónica de estas AEM, donde los polímeros con mayor contenido de agua tienden a tener una menor resistencia iónica y una menor permselectividad. Se discute la correlación de las propiedades de transporte de iones con la fracción volumétrica de agua y la concentración de carga fija, con énfasis en la importancia de considerar la fracción volumétrica de agua al interpretar los datos de transporte de iones.
Geise et al. (Tue,) estudiaron esta cuestión.