Çinli Araştırmacılar, Enerji Depolamasını Artırmak İçin Yeni İyon Zarı Tasarlıyor

Çin Bilimler Akademisi’ne göre Çinli araştırmacılar, akış pilleri gibi enerji depolama ekipmanlarının verimliliğini artırmak için yeni bir tür iyon taşıma zarı tasarladılar. İyon taşıma membranları, temiz enerji, emisyon azaltma, enerji dönüştürme ve depolama alanlarında geniş uygulama beklentilerine sahip. Yeni tasarım, triazin çerçeve zarları içinde neredeyse sürtünmesiz iyon taşınmasına izin vererek bu tür ekipmanların verimliliğini artırıyor.

Araştırma, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden Profesör Xu Tongwen ve Profesör Yang Zhengjin tarafından yürütüldü ve sonuçlar bu hafta Nature dergisinde yayınlandı. İyon taşıma zarları, akış pilleri ve yakıt hücreleri gibi elektrokimyasal cihazların veya ekipmanların önemli bir bileşeni. Şarj ve deşarj işlemleri sırasında iyonların geçmesine izin vermenin yanı sıra kısa devreleri önlemek için pozitif ve negatif elektrotlar arasındaki aktif maddelerin transferini de engelliyorlar. 

Araştırma ekibinden Prof. Xu çalışmadan elde edilen sonucu, “Tıpkı elekle kum elemek gibi… En iyi elek, kaba kumu bloke edebilen (seçicilik) ve ince kumun hızla geçmesine izin veren (iletkenlik) elektir. Ancak elek küçük olduğunda ince kum yavaş akar, büyük elekler ise hem kaba hem de ince kumun geçmesine izin verir” şeklinde yorumladı. Xu, iyon zarları üzerindeki araştırmanın odak noktasının, zarda yalnızca “ince kumun” hızlı bir şekilde geçmesine izin veren verimli kanallar oluşturmak olduğunu söyledi.

Ekip, araştırmalarında yenilikçi bir şekilde, nanometre altı iyon kanallarına sahip mikro gözenekli bir çerçeveli iyon membran malzemesi tasarladı ve kanalları kimyasal olarak değiştirdi. Araştırma makalesinin özetine göre, yeni zar türü neredeyse sürtünmesiz iyon akışı sağlıyor. Bu membran ile birleştirilmiş bir akış pilinin şarj ve deşarj akım yoğunluğu, benzer ürünlerin mevcut değerinin beş katından daha fazla olan santimetre kare başına 500 miliampere ulaşabilir.