Investigadores dirigidos por el profesor Li Xianfeng del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China desarrollaron recientemente una membrana compuesta para baterías de flujo a base de zinc de larga duración. Su estudio fue publicado en Edición internacional Angewandte Chemie .

La batería de flujo a base de zinc (ZFB) ha captado mucha atención como una aplicación de almacenamiento de energía estacionaria debido a su bajo costo, alta seguridad intrínseca y respeto al medio ambiente. Sin embargo, su desarrollo está limitado por un ciclo de vida deficiente y un rendimiento de carga y descarga deficiente, principalmente debido a problemas de acumulación / dendrita de zinc.

Las membranas conductoras de iones juegan un papel importante en la regulación de la morfología de la deposición de zinc e inhiben el crecimiento de dendritas. mejorando así la estabilidad cíclica de la batería.

En la etapa inicial de su investigación, El grupo de Li ajustó la dirección y morfología de la deposición de zinc modulando las propiedades de carga negativa de la membrana porosa conductora de iones, mejorando así la capacidad de área y la estabilidad cíclica de las baterías de flujo a base de zinc (Comun. Nat., 2018).

Basado en su trabajo anterior, Luego, los investigadores desarrollaron una membrana compuesta recubriendo nanohojas de nitruro de boro (BNNS) que exhiben alta conductividad térmica y resistencia mecánica sobre un sustrato de membrana porosa.

La capa de escamas de BNNS que se enfrenta al electrodo negativo sirve como portador de calor, mejorando así la distribución de la temperatura superficial del electrodo y ajustando aún más la morfología del zinc. Es más, su alto nivel de resistencia mecánica evita que el zinc metálico dañe la membrana.

El efecto sinérgico de estos dos factores puede mejorar el ciclo de vida de los ZFB. Las baterías alcalinas de flujo de zinc-hierro ensambladas con esta membrana pueden funcionar de manera estable durante 500 ciclos de carga y descarga (~ 800 h) a una densidad de corriente de 80 mA cm ^-2 sin atenuación significativa.

Más importante, se puede obtener una eficiencia energética superior al 80% incluso a 200 mA cm ^-2 . Estos resultados pueden servir como referencia para la regulación de ánodos de zinc en baterías a base de zinc.