據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員日前宣布，已經(jīng)成功開發(fā)一種可以大幅降低液流電池成本的離子交換膜。這種名為AquaPIM材料是一種具有離子選擇性和內(nèi)在微孔的水相容的聚合物，并具有可調(diào)的厚度和高電導(dǎo)率。

研究人員表示，這種離子交換膜可以大幅降低液流電池的生產(chǎn)成本，并將加速可再生能源發(fā)電設(shè)施與電網(wǎng)整合。

在研究人員發(fā)表的一篇名為《無交叉含水電化學(xué)裝置的內(nèi)在微孔性聚合物膜的設(shè)計(jì)規(guī)則》論文中，表明這種離子交換膜可以取代價(jià)格高昂的氟化聚合物材料。通常離子交換膜的成本占液流電池成本的15％～20％。

研究人員指出，這種離子交換膜性能更好，價(jià)格也低于其他離子交換膜。

研究人員采用酰胺肟作為改性劑對(duì)這種離子膜進(jìn)行了改性，酰胺肟作為螯合樹脂在醫(yī)藥工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。螯合樹脂是與金屬離子反應(yīng)形成穩(wěn)定的水溶性絡(luò)合物的一種化合物。研究人員聲稱，在離子交換膜中使用酰胺肟，可以使離子在陽(yáng)極和陰極之間快速移動(dòng)。

其設(shè)計(jì)規(guī)則適用于目前正在研究的氧化還原液流電池、混合氧化還原液流電池、靶向氧化還原液的電池。研究人員在論文中指出，“我們開展的研究將會(huì)加快對(duì)持久性、兆瓦級(jí)氧化還原流和其他低成本電網(wǎng)電池所需電池離子交換膜的開發(fā)，而這些液流電池可以使用10～20年的時(shí)間。”

由于在液流電池電解液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，電極在充電和放電反應(yīng)期間不會(huì)發(fā)生變化。因此與鋰離子電池不同的是，液流電池的電解質(zhì)不會(huì)降解。

液流電池最具前途的應(yīng)用是用在電網(wǎng)中的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能設(shè)備。采用液流電池的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)有利于調(diào)峰和電網(wǎng)服務(wù)，或者有助于中小型工廠管理電力需求。然而，液流電池也有一些缺點(diǎn)，例如電解質(zhì)能量密度相對(duì)較低，將會(huì)降低能量轉(zhuǎn)換過程的效率，并且不便于運(yùn)輸，與鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)相比需要更多的部署空間等。