10月14日消息，Samaneh Bayati、Jennifer Wade、Sara Sarbaz、Heidi Feigenbaum、Horacio Lopez-Marques、Winston Wang等研究者在arXiv发表论文(编号2610.20812)，聚焦碳捕集与利用链条中的关键部件——阴离子交换膜(AEM)在电化学二氧化碳分离中的行为建模。

充电态聚合物膜内的水传输受水化度依赖的传输特性与聚合物网络变形的强烈影响：在水活度梯度驱动下，膜内水分浓度的空间不均会引起溶胀与机械应力，而变形又反过来改变水分传输——这一双向耦合对于预测膜在非均匀水化条件下的行为至关重要，但现有模型大多忽略力学侧。

该研究建立了Fumasep FAA-3-50阴离子交换膜中水传输与机械变形的瞬态有限元模型，框架纳入浓度依赖的水扩散系数、吸湿溶胀及非线性力学响应，并在此基础上优化面向连续CO2电化学分离装置的膜运行策略。

背景与意义：电化学碳捕集(以AEM为隔膜的电解路线)因其可在常温常压下运行、可直接产出高纯CO2或碳酸盐产品而受到关注，但膜的水管理问题——局部干燥导致电阻骤升、过度溶胀导致力学失效——是限制装置寿命与效率的主要工程瓶颈。将传输与力学统一建模，使设计者可以在计算机上预判膜在真实工况下的失效位置与寿命，减少试错成本。该模型框架亦可迁移至电解水制氢、燃料电池等同样依赖AEM的氢能装置，具有跨装置的方法学价值。 （来源：arXiv）