Op zink gebaseerde batterijen zijn veelbelovende opties voor energieopslagapparaten vanwege hun lage kosten en hoge energiedichtheid. Echter, ze hebben ernstige dendrietproblemen, vooral bij hoge oppervlaktecapaciteiten en stroomdichtheden.

Onlangs, een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Li Xianfeng van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen ontwikkelde nieuwe membranen voor op zink gebaseerde batterijen, het bereiken van een uniforme zinkafzetting met een hoge oppervlaktecapaciteit en stroomdichtheid.

Dit werk is gepubliceerd in Tijdschrift van de American Chemical Society op 27 juli.

"We hebben een nieuw membraan voorgesteld met geordende golvende strepen genaamd Turing-patronen, die zinkdendrieten effectief kan onderdrukken en ionengeleidingsvermogen kan verbeteren, " zei prof. Li.

De toppen en dalen in het voorgestelde membraan kunnen de Zn(OH) ₄ ^2- distributie en zorgen voor meer zinkdepositieruimte. De gecoördineerde Cu-ionen tijdens membraanvorming zouden kunnen interageren met Zn(OH) ₄ ^2- , verdere afvlakking van de zinkafzetting.

De onderzoekers ontdekten dat zelfs bij een hoge stroomdichtheid van 80 mA cm ^-2 , het Turing-membraan zorgde ervoor dat een alkaline zink-ijzer-stroombatterij (AZIFB) stabiel kon werken met een ultrahoge oppervlaktecapaciteit van 160 mAh cm ^-2 voor ongeveer 110 cycli, met een energie-efficiëntie van 90,10%. Dit is verreweg de hoogste waarde die ooit is gerapporteerd bij op zink gebaseerde batterijen met zo'n hoge stroomdichtheid.