Enligt den kinesiska vetenskapsakademin har kinesiska forskare designat en ny typ av jontransportmembran för att förbättra effektiviteten hos energilagringsutrustning som flödesbatterier. Jontransportmembran har breda tillämpningsmöjligheter inom ren energi, minskning av utsläpp, energiomvandling och lagring. Den nya designen möjliggör praktiskt taget friktionsfri jontransport inom triazin-ramverksmembranen, vilket ökar effektiviteten hos sådan utrustning.
Forskningen leddes av professor Xu Tongwen och professor Yang Zhengjin från China University of Science and Technology, och resultaten publicerades denna vecka i tidskriften Nature. En väsentlig komponent i elektrokemiska enheter eller utrustning som jontransportmembran, flödesbatterier och bränsleceller. Förutom att låta joner passera under laddnings- och urladdningsprocesserna förhindrar de även överföring av aktiva substanser mellan de positiva och negativa elektroderna för att förhindra kortslutning.
Från forskargruppen, Prof. Xu drar slutsatsen från studien, "Precis som att sikta sand med en sikt... Den bästa sikten är sikten som kan blockera grov sand (selektivitet) och låta fin sand passera snabbt (ledningsförmåga). Men när silen är liten flyter den fina sanden långsamt, medan de stora silarna låter både grov och fin sand passera." Xu sa att fokus för forskning om jonmembran är att skapa effektiva kanaler i membranet som tillåter endast "fin sand" att passera snabbt.
Innovativt i sin forskning designade teamet ett mikroporöst inramat jonmembranmaterial med sub-nanometer jonkanaler och modifierade kanalerna kemiskt. Enligt sammanfattningen av forskningsartikeln ger den nya typen av membran ett nästan friktionsfritt flöde av joner. Laddnings- och urladdningsströmtätheten för ett flödesbatteri i kombination med detta membran kan nå 500 milliampere per kvadratcentimeter, vilket är mer än fem gånger det nuvarande värdet för liknande produkter.