Ķīnas pētnieki izstrādā jaunu jonu membrānu, lai palielinātu enerģijas uzglabāšanu

Ķīnas pētnieki izstrādā jaunu jonu membrānu, lai palielinātu enerģijas uzglabāšanu
Ķīnas pētnieki izstrādā jaunu jonu membrānu, lai palielinātu enerģijas uzglabāšanu

Saskaņā ar Ķīnas Zinātņu akadēmijas datiem Ķīnas pētnieki ir izstrādājuši jauna veida jonu transportēšanas membrānu, lai uzlabotu enerģijas uzglabāšanas iekārtu, piemēram, plūsmas akumulatoru, efektivitāti. Jonu transporta membrānām ir plašas pielietojuma iespējas tīrā enerģijā, emisiju samazināšanā, enerģijas pārveidē un uzglabāšanā. Jaunais dizains ļauj praktiski bez berzes jonu transportēt triazīna karkasa membrānās, palielinot šādu iekārtu efektivitāti.

Pētījumu vadīja profesors Xu Tongwen un profesors Yang Zhengjin no Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes, un rezultāti tika publicēti šonedēļ žurnālā Nature. Būtiska elektroķīmisko ierīču vai aprīkojuma sastāvdaļa, piemēram, jonu transportēšanas membrānas, plūsmas akumulatori un kurināmā elementi. Papildus tam, ka tie ļauj joniem iziet cauri uzlādes un izlādes procesa laikā, tie arī novērš aktīvo vielu pārnešanu starp pozitīvo un negatīvo elektrodu, lai novērstu īssavienojumus.

No pētnieku grupas prof. Sju secina no pētījuma: “Tāpat kā smilšu sijāšana ar sietu… Labākais siets ir siets, kas var bloķēt rupjas smiltis (selektivitāte) un ļaut smalkām smiltīm ātri iziet cauri (vadītspēja). Taču, kad siets ir mazs, smalkās smiltis plūst lēnām, savukārt lielie sietiņi ļauj iziet cauri gan rupjām, gan smalkām smiltīm.” Xu teica, ka jonu membrānu izpētes mērķis ir izveidot membrānā efektīvus kanālus, kas ļauj ātri iziet tikai "smalkās smiltis".

Inovatīvi savā pētījumā komanda izstrādāja mikroporainu ierāmētu jonu membrānas materiālu ar subnanometru jonu kanāliem un ķīmiski modificēja kanālus. Saskaņā ar pētnieciskā darba kopsavilkumu, jaunais membrānas veids nodrošina gandrīz bezberzes jonu plūsmu. Plūsmas akumulatora uzlādes un izlādes strāvas blīvums kopā ar šo membrānu var sasniegt 500 miliamperus uz kvadrātcentimetru, kas vairāk nekā piecas reizes pārsniedz līdzīgu produktu pašreizējo vērtību.