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。
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 200 mA/cm2 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。
