Alkaliska zink-järnflödesbatterier (AZIFB) är lämpliga för stationära energilagringstillämpningar på grund av fördelarna med hög spänning med öppna celler, låg kostnad, och miljövänlighet. Dock, de lider av zinkdendritackumulering och relativt låg driftströmtäthet.

Nyligen, en forskargrupp ledd av Prof. Li Xianfeng från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) utvecklade skiktat dubbelhydroxid (LDH) membran med hög hydroxidkonduktivitet och jonselektivitet för alkaliska zinkjärnflödesbatterier .

Studien publicerades i Naturkommunikation den 7 juni.

För att förbättra driftströmtätheten för AZIFB, forskarna lade till LDHs nanomaterial i AZIFB och designade ett LDHs-baserat kompositmembran med hög prestanda. Hög selektivitet och superb hydroxidjonledningsförmåga uppnåddes genom kombinationen av det väldefinierade mellanskiktsgalleriet med ett starkt vätebindningsnätverk längs 2D-ytor.

De identifierade att yt-OH-grupper av LDH-skikt kunde hjälpa ledningen av OH ^- genom att främja protonöverföring bort från en vattenmolekyl till den ursprungliga OH ^- .

På grund av den höga jonkonduktiviteten, det LDHs-baserade membranet gjorde det möjligt för AZIFB att arbeta vid 200 mA cm ^-2 , tillsammans med en energieffektivitet på 82,36 %.

"Denna studie ger en ny insikt om att designa och tillverka högpresterande membran för AZIFB, " sa prof. Li.