تولید غشاهای اکسید گرافن برای سیستم‌های ذخیره سازی انرژی

به گزارش زیست آنلاین، از «صنعت و بازار»، تفاوت باتری‎های جریانی با باتری‎های رایج قابل شارژ مرسوم، در مواد فعال استفاده شده برای واکنش‎های الکترودی آن‎هاست. با وجودی که پیشرفت‎های بسیاری در این حوزه صورت یافته است، یک محدودیت اساسی برای بهبود توسعه آن‎ها در یافتن غشاها یا جداکننده‎های با کارایی بالا و قیمت پایین است.

برای جداکننده‎های باتری‎های جریانی، دست‎یابی به هدایت یونی بالا با کمترین قیمت، بسیار ضروری است. گیوها یو پروفسور مهندسی مواد از موسسه علم مواد تگزاس در دانشگاه تگزاس می‎گوید: غشاهای تجاری (نافوین) دارای قابلیت هدایت پروتون بالا هستند اما فرآیند تولید آن‎ها بسیار پرهزینه می‎باشد. بنابراین دسته‎ای از غشاهای جایگزین با فرآیند تولید ساده تر و هدایت یونی مشابه ، به شدت مورد نیازند.

در یک تحقیق جدید که در مجله CHEM چاپ شده است، یو و تیم اش نشان دادند که یک غشا اکسید گرافنی (GO) را به عنوان جدا کننده در باتری های جریانی مقیاس بزرگ استفاده نمودند. کار آن ها نشان داد که نانوساختار دو بعدی با مقدار آب کمی که بدون ایجاد اصطکاک در پوشش میکرومتری وارد می‎شود می‎تواند این ماده را جایگزین غشاهای رایج ذخیره سازهای انرژی در مقیاس بزرگ نماید.

غشاهای اکید گرافنی GO قابلین قرارگیری میان لایه‎ای را داشته و می‎توانند به عنوان غربال های یونی یا مولکولی برای جلوگیری از ایجاد میدان در باتری‎های جریانی ردوکس در مقیاس بالا استفاده شود. این تیم همچنین به مقاومت بالای مولکول های بزرگ یا یون ها و هدایت بالای یونی به صورت همزمان دست یافتند.

علاوه بر این با تغییر درجه اکسیداسیون یا با استفاده از سلولز باکتریایی به عنوان جز پر کننده می‎توان این میکروساختار را با حفظ پایداری مکانیکی و ساختار ترانما تطبیق داد. این یک تغییر بنیادی نسبت به سیستم های غشایی پایه پلیمری برای وانادیوم یون هاست. ساختار مشابه غشایی بر پایه اکسید گرافن پیش تر نیز کشف شده و در حوزه‎های مختلف به کار گرفته شده است.

یو همچنین افزود که تولید نانوصفحات بر پایه اکسید گرافنی می‎تواند در مقیاس بزرگ‎، با هزینه کم صورت گیرد؛ اگرچه پایداری مکانیکی و عملکرد غشاهای اکسید گرافنی در مدل جریانی هنوز نیازمند بهبود و توسعه‎اند، اما ثابت شده است که استفاده از آن‎ها راه جدیدی را به سوی پیشرفت عملکرد و کارایی نسل جدید جداکننده‎ها در سیستم‎های ذخیره سازی انرژی در مقیاس بالا باز می‎کند./ انرژی امروز

https://zistonline.com/vdchvxnq.23nqzdftt2.html