По данным Китайской академии наук, китайские исследователи разработали новый тип ионно-транспортной мембраны для повышения эффективности оборудования для хранения энергии, такого как проточные батареи. Мембраны для переноса ионов имеют широкие перспективы применения в чистой энергетике, сокращении выбросов, преобразовании и хранении энергии. Новая конструкция обеспечивает транспорт ионов практически без трения внутри триазиновых каркасных мембран, повышая эффективность такого оборудования.
Исследованием руководили профессор Сюй Тунвэнь и профессор Ян Чжэнцзинь из Китайского университета науки и технологий, а результаты были опубликованы на этой неделе в журнале Nature. Неотъемлемый компонент электрохимических устройств или оборудования, такого как ионно-транспортные мембраны, проточные батареи и топливные элементы. Помимо пропускания ионов во время процессов зарядки и разрядки, они также предотвращают перенос активных веществ между положительным и отрицательным электродами для предотвращения короткого замыкания.
От исследовательской группы проф. Сюй делает вывод из исследования: «Точно так же, как просеивание песка с помощью сита… Лучшее сито — это сито, которое может блокировать крупный песок (селективность) и позволяет быстро проходить мелкому песку (проводимость). Однако, когда сито маленькое, мелкий песок течет медленно, а большие сита пропускают как крупный, так и мелкий песок». Сюй сказал, что основное внимание в исследованиях ионных мембран уделяется созданию эффективных каналов в мембране, которые позволяют быстро проходить только «мелкому песку».
Инновационная в своих исследованиях команда разработала материал микропористой каркасной ионной мембраны с субнанометровыми ионными каналами и химически модифицировала каналы. Согласно тезису исследовательской работы, мембрана нового типа обеспечивает поток ионов практически без трения. Плотность тока заряда и разряда проточного аккумулятора в сочетании с этой мембраной может достигать 500 миллиампер на квадратный сантиметр, что более чем в пять раз превышает текущее значение аналогичных изделий.