Para ilmuwan di Cina telah menemukan bahwa membran nanofiltrasi dapat meningkatkan efisiensi baterai aliran vanadium redoks (VRBs) membuat alat mereka lebih layak untuk penyimpanan energi skala besar.

Xianfeng Li dari Chinese Academy of Sciences di Dalian dan timnya membuat membran, yang memisahkan dua komponen pada baterai, dari poliakrilonitril. Pori-pori di membran dapat disesuaikan, yang memungkinkan para ilmuwan untuk memiliki kontrol atas ion-ion yang lewat dari satu sisi baterai yang lain selama siklus charge-discharge, meningkatkan kinerja baterai.

Membran nanofiltrasi memungkinkan proton melalui tetapi tidak ion vanadium

Sifat acak dan intermiten angin terbarukan dan sumber energi matahari dapat membatasi kualitas output daya, kata Li, yang menambahkan bahwa 'penyimpanan energi adalah kunci untuk memecahkan masalah ini. " VRBs dapat menyimpan sejumlah besar energi. Dalam baterai, dua tangki elektrolit, berisi spesies vanadium yang memiliki keadaan elektron valensi berbeda, dipisahkan oleh sebuah membran penukar ion. Bila baterai telah terisi, ion vanadium yang dioksidasi atau berkurang, mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

Membran pertukaran Ion harus mencegah crossover ion vanadium, sementara memungkinkan proton melewatinya. Tapi yang paling umum digunakan - polimer perfluorinated seperti Nafion - membiarkan ion vanadium melalui dan mahal untuk membeli, meskipun menunjukkan konduktivitas proton tinggi dan stabilitas kimia. Lain murah membran kebutuhan kelompok tambahan ion-tukar, yang lebih rendah stabilitas mereka. Kesulitan dalam menemukan membran yang cocok telah membatasi komersialisasi VRBs, Li menjelaskan.

Tim disesuaikan ukuran pori membran poliakrilonitril's distribusi dengan memvariasikan konsentrasi polimer. Mereka mengukur selektivitas membran mereka antara ion vanadium dan proton dengan menempatkan membran dalam sel dengan sulfat vanadyl dalam asam sulfat di satu sisi dan air deionised di sisi lain. Mereka mengumpulkan sampel dari sisi kanan dan dianalisis dari waktu ke waktu mereka dengan spektrometer UV-terlihat dan pH meter. Mereka menemukan bahwa membran menunjukkan peningkatan selektivitas proton lebih vanadium dengan distribusi ukuran pori yang lebih kecil. Mereka mengamati bahwa kinerja adalah sebanding dengan Nafion, tetapi dengan biaya lebih rendah.

John Varcoe, yang mengembangkan sistem untuk pembangkit energi bersih dan berkelanjutan di Universitas Surrey, Inggris, mengatakan bahwa menggunakan membran nanofiltrasi aliran redoks dalam baterai adalah 'sebuah perkembangan baru yang menarik di lapangan. 'Kesederhanaan sistem tidak menyebabkan pengorbanan dalam kinerja dan efisiensi, "tambahnya, tetapi ia menunjukkan bahwa tes stabilitas lebih lanjut diperlukan.

Link ke artikel jurnal :

Nanofiltrasi (NF) membran: pemisah generasi berikutnya untuk semua redoks aliran baterai vanadium (VRBs)?
Hongzhang Zhang, Zhang Huamin, Xianfeng Li, Zhensheng Mai dan Zhang Jianlu, Lingkungan Energi. Sci., 2011

# sumber: www.rsc.org