大幅提高電池壽命 中科院制備出高性能堿性鋅鐵液流電池離子傳導膜

近日，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部研究員李先鋒、副研究員袁治章團隊在堿性鋅鐵液流電池離子傳導膜方面取得進展，制備出高性能堿性鋅鐵液流電池離子傳導膜。

據(jù)介紹，堿性鋅鐵液流電池儲能技術具有成本低、安全性高、開路電壓高、環(huán)境友好等特點，在分布式儲能等領域具有應用前景。近年來，該團隊通過離子傳導膜的結(jié)構設計，通過調(diào)控離子傳導膜的荷電特性(Nat. Commun.，2018)、導熱特性(Angew. Chem. Int. Ed.，2020)、機械強度(iScience，2018)等，實現(xiàn)了鋅的均勻沉積，大幅提高了電池的循環(huán)壽命。

該研究中，為提高堿性鋅鐵液流電池工作電流密度，研究團隊將水滑石納米材料(LDHs)引入到堿性鋅鐵液流電池中，設計制備出高性能的水滑石復合離子傳導膜。通過有效控制水滑石層間距大小，并利用水滑石層間豐富的氫鍵網(wǎng)絡，研究團隊提高了膜離子選擇性和離子傳導性。以水滑石復合離子傳導膜組裝的堿性鋅鐵液流電池，在 200 mA/cm2 的工作電流密度條件下能量效率達到 82%。此外，團隊還與中科院武漢物理與數(shù)學研究所研究員鄭安民合作，通過 AIMD 分子動力學模擬，揭示了復合膜中 OH - 以 Grotthuss 機理在 LDHs 層間進行快速傳遞的機理。該研究結(jié)果為高性能離子傳導膜的設計提供了新思路。

IT之家了解到，相關研究成果以 Layered Double Hydroxide Membrane with High Hydroxide Conductivity and Ion Selectivity for Energy Storage Device 為題，于近日發(fā)表在《自然 - 通訊》(Nat. Commun.)上。

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