雖然像特斯拉在南澳大利亞建造的大型鋰離子電池是儲存可再生能源的一種方式，但這些電池的組裝成本高達數千萬(wàn)美元。氧化還原液流電池--即把能量?jì)Υ嬖诰薮蟮牟蹆鹊囊后w電解質(zhì)中--則提供了一個(gè)更便宜的替代方案，并且還可以一次儲存幾個(gè)月的能量，正如目前在德國開(kāi)發(fā)的世界上最大的氧化還原液流電池所計劃的那樣。
這些類(lèi)型的電池的一個(gè)流行的化學(xué)成分是靠金屬釩作為電解質(zhì)，而這些釩氧化還原液電池的最常見(jiàn)的膜材料是全氟磺酸(PFSA)。然而，這樣做的一個(gè)問(wèn)題是，釩離子容易滲透到膜中，使整個(gè)電池不穩定，影響其性能并縮短其壽命。
中國科學(xué)院的研究人員已經(jīng)瞄準了這個(gè)問(wèn)題，他們通過(guò)一種混合材料對膜的功能進(jìn)行微調。三氧化鎢納米粒子在非常細的氧化石墨烯片的表面上原位生長(cháng)，據悉，氧化石墨烯是一種可通過(guò)石墨氧化制成的單層石墨片。
這些薄片被嵌入到一種新型的PFSA膜中，該膜具有夾層結構，另還用一薄層聚四氟乙烯（特氟龍的基礎）進(jìn)行了加固。這里看到了氧化石墨烯片作為屏障以有選擇性地減少了釩離子的滲透，而納米顆粒課作為活性位點(diǎn)，進(jìn)而促進(jìn)了質(zhì)子的運輸，使庫倫布效率和能源效率都變得很高--分別超過(guò)98.1%和88.9%。
研究人員們表示，這不僅超過(guò)了市售膜的效率，并與此同時(shí)還解決了穩定性問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō)，該團隊表示，實(shí)驗表明混合膜非常適用于釩氧化還原液流電池，但它的潛力可能還不止于此。他們注意到燃料電池技術(shù)和水過(guò)濾等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域還依靠精細調整的膜來(lái)允許離子的選擇性通過(guò)，同時(shí)還可以從該設計中受益。
中國科學(xué)院的研究人員已經(jīng)瞄準了這個(gè)問(wèn)題，他們通過(guò)一種混合材料對膜的功能進(jìn)行微調。三氧化鎢納米粒子在非常細的氧化石墨烯片的表面上原位生長(cháng)，據悉，氧化石墨烯是一種可通過(guò)石墨氧化制成的單層石墨片。
這些薄片被嵌入到一種新型的PFSA膜中，該膜具有夾層結構，另還用一薄層聚四氟乙烯（特氟龍的基礎）進(jìn)行了加固。這里看到了氧化石墨烯片作為屏障以有選擇性地減少了釩離子的滲透，而納米顆粒課作為活性位點(diǎn)，進(jìn)而促進(jìn)了質(zhì)子的運輸，使庫倫布效率和能源效率都變得很高--分別超過(guò)98.1%和88.9%。
研究人員們表示，這不僅超過(guò)了市售膜的效率，并與此同時(shí)還解決了穩定性問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō)，該團隊表示，實(shí)驗表明混合膜非常適用于釩氧化還原液流電池，但它的潛力可能還不止于此。他們注意到燃料電池技術(shù)和水過(guò)濾等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域還依靠精細調整的膜來(lái)允許離子的選擇性通過(guò)，同時(shí)還可以從該設計中受益。
