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中科院大连化物所制备出高性能碱性锌铁液流电池离子传导膜

9月17日 长歌行投稿
  IT之家6月14日消息据中国科学院网站,近日,中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、副研究员袁治章团队在碱性锌铁液流电池离子传导膜方面取得进展,制备出高性能碱性锌铁液流电池离子传导膜。
  据介绍,碱性锌铁液流电池储能技术具有成本低、安全性高、开路电压高、环境友好等特点,在分布式储能等领域具有应用前景。近年来,该团队通过离子传导膜的结构设计,通过调控离子传导膜的荷电特性(Nat。Commun。,2018)、导热特性(Angew。Chem。Int。Ed。,2020)、机械强度(iScience,2018)等,实现了锌的均匀沉积,大幅提高了电池的循环寿命。
  高性能碱性锌铁液流电池离子传导膜图源:中国科学院网站
  该研究中,为提高碱性锌铁液流电池工作电流密度,研究团队将水滑石纳米材料(LDHs)引入到碱性锌铁液流电池中,设计制备出高性能的水滑石复合离子传导膜。通过有效控制水滑石层间距大小,并利用水滑石层间丰富的氢键网络,研究团队提高了膜离子选择性和离子传导性。以水滑石复合离子传导膜组装的碱性锌铁液流电池,在200mAcm2的工作电流密度条件下能量效率达到82。此外,团队还与中科院武汉物理与数学研究所研究员郑安民合作,通过AIMD分子动力学模拟,揭示了复合膜中OH以Grotthuss机理在LDHs层间进行快速传递的机理。该研究结果为高性能离子传导膜的设计提供了新思路。
  IT之家了解到,相关研究成果以LayeredDoubleHydroxideMembranewithHighHydroxideConductivityandIonSelectivityforEnergyStorageDevice为题,于近日发表在《自然通讯》(Nat。Commun。)上。
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