15201969650
尽管特斯拉正在南澳大利亚建造的这种大型锂离子电池是储存可再生能源的一种方式，但它们的组装成本可能高达数千万美元。氧化还原液流电池--即把能量储存在巨大的槽内的液体电解质中--则提供了一个更便宜的替代方案，而且还可以一次储存数月的能量，德国目前正在开发世界上最大的氧化还原电池。
这类电池的一种常见化学成分依赖于金属钒作为电解质，而这些钒氧化还原电池最常见的膜材料是全氟磺酸(PFSA)。然而，这样做的一个问题是，钒离子往往会穿透薄膜，使整个电池不稳定，影响其性能，缩短其寿命。
中国科学院的研究人员已经瞄准了这个问题，他们通过一种混合材料对膜的功能进行微调。三氧化钨纳米粒子在非常细的氧化石墨烯片的表面上原位生长，据悉，氧化石墨烯是一种可通过石墨氧化制成的单层石墨片。
这些薄片被嵌入到一种新型的PFSA膜中，该膜具有夹层结构，另还用一薄层聚四氟乙烯（特氟龙的基础）进行了加固。这里看到了氧化石墨烯片作为屏障以有选择性地减少了钒离子的渗透，而纳米颗粒课作为活性位点，进而促进了质子的运输，使库伦布效率和能源效率都变得很高--分别超过98.1%和88.9%。
研究人员说，这不仅超过了商业上可用的膜的效率，而且还解决了稳定性问题。总的来说，研究小组说，实验表明混合膜非常适合钒氧化还原流电池，但它的潜力可能不止于此。他们提到了燃料电池技术和水过滤等领域，这些领域还依靠精细调整的膜来允许离子的选择性通过，同时仍然受益于设计。
