隔膜材料在我們生活中較為常見,例如汽車玻璃上的防爆膜、手機(jī)面板上的保護(hù)膜等。而很多人不知道的是,在我們手機(jī)電池里也有一張隔膜,用于防止電池短路,同時(shí)傳輸離子。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研人員經(jīng)過多年研究,設(shè)計(jì)了一類新型離子傳導(dǎo)膜。這種離子膜有望廣泛應(yīng)用于能源轉(zhuǎn)化、大規(guī)模儲能以及分布式發(fā)電等領(lǐng)域。該研究成果于北京時(shí)間4月26日晚在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。
離子膜是液流電池、燃料電池等電化學(xué)器件或裝備的關(guān)鍵部件,它既要防止短路,又要保證離子在充電和放電過程中高效通過、減少損耗,而傳統(tǒng)離子膜普遍存在吸水后容易發(fā)生溶脹變形、結(jié)構(gòu)疏松等問題,特別是長時(shí)間使用后,可能會發(fā)生結(jié)構(gòu)老化、性能下降。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研人員研發(fā)的這類新型離子膜,解決了離子在材料中傳導(dǎo)性與選擇性不可兼得的難題,離子傳輸更加迅速,在膜內(nèi)實(shí)現(xiàn)了近似無摩擦傳導(dǎo),使用該膜組裝的液流電池,充放電電流密度可以達(dá)到每平方厘米500毫安,相比傳統(tǒng)離子膜更加堅(jiān)固、不易老化,并且不會因?yàn)槲a(chǎn)生溶脹現(xiàn)象。
據(jù)了解,多年來,高效儲存和利用太陽能、風(fēng)能等新能源是我國科研人員的重要研發(fā)課題。這種國產(chǎn)離子膜的問世,將打破國外同類型產(chǎn)品多年的技術(shù)壟斷,大幅提升液流電池等儲能裝備的效率,有望在我國太陽能、風(fēng)能等新能源的儲能領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前,科研人員正在加緊實(shí)現(xiàn)該型離子膜的量產(chǎn)。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授徐銅文:我們可以把這種新型的液流電池儲能技術(shù)與電網(wǎng)結(jié)合起來,用于經(jīng)常的家庭用電、工業(yè)生產(chǎn)。我們可以把太陽能、太陽板發(fā)的電儲存起來,建立一個(gè)電站,同樣可以給汽車充電。這樣可以達(dá)到節(jié)能、環(huán)保(的目的),實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。