Alkaline zink-ijzer-stroombatterijen (AZIFB) zijn geschikt voor stationaire energieopslagtoepassingen vanwege de voordelen van een hoge open-celspanning, goedkoop, en milieuvriendelijkheid. Echter, ze hebben last van zinkdendrietaccumulatie en een relatief lage bedrijfsstroomdichtheid.

Onlangs, een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Li Xianfeng van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) ontwikkelde een gelaagd dubbel hydroxide (LDH) membraan met een hoge hydroxidegeleiding en ionselectiviteit voor alkaline-zink-ijzerstroombatterijen .

De studie is gepubliceerd in Natuurcommunicatie op 7 juni

Om de bedrijfsstroomdichtheid van AZIFB te verbeteren, de onderzoekers voegden LDH's-nanomaterialen toe aan de AZIFB en ontwierpen een op LDH's gebaseerd composietmembraan met hoge prestaties. Hoge selectiviteit en uitstekende geleidbaarheid van hydroxide-ionen werden bereikt door de combinatie van de goed gedefinieerde tussenlaaggalerij met een sterk waterstofbrugnetwerk langs 2D-oppervlakken.

Ze identificeerden dat oppervlakte-OH-groepen van de LDH-laag de geleiding van OH . zouden kunnen ondersteunen ^- door de overdracht van protonen van het ene watermolecuul naar de oorspronkelijke OH . te bevorderen ^- .

Door de hoge ionengeleiding, dankzij het op LDHs gebaseerde membraan kon de AZIFB werken bij 200 mA cm ^-2 , samen met een energie-efficiëntie van 82,36%.

"Deze studie biedt een nieuw inzicht voor het ontwerpen en vervaardigen van hoogwaardige membranen voor AZIFB, " zei prof. Li.