Les batteries alcalines zinc-fer à flux (AZIFB) conviennent aux applications de stockage d'énergie stationnaire en raison des avantages de la haute tension à cellules ouvertes, à bas prix, et le respect de l'environnement. Cependant, ils souffrent d'une accumulation de dendrite de zinc et d'une densité de courant de fonctionnement relativement faible.

Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Li Xianfeng de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a développé une membrane à double couche d'hydroxyde (LDH) avec une conductivité élevée en hydroxyde et une sélectivité ionique pour les batteries alcalines-zinc fer .

L'étude a été publiée dans Communication Nature le 7 juin.

Afin d'améliorer la densité de courant de fonctionnement d'AZIFB, les chercheurs ont ajouté des nanomatériaux LDH dans l'AZIFB et conçu une membrane composite à base de LDH à haute performance. Une sélectivité élevée et une excellente conductivité des ions hydroxyde ont été obtenues grâce à la combinaison de la galerie intercouche bien définie avec un réseau de liaisons hydrogène fort le long des surfaces 2D.

Ils ont identifié que les groupes -OH de surface de la couche de LDH pourraient aider à la conduction de OH ^- en favorisant le transfert de protons d'une molécule d'eau à l'OH d'origine ^- .

En raison de la conductivité ionique élevée, la membrane à base de LDH a permis à l'AZIFB de fonctionner à 200 mA cm ^-2 , avec une efficacité énergétique de 82,36 %.

"Cette étude offre un nouvel éclairage pour concevoir et fabriquer des membranes hautes performances pour AZIFB, " a déclaré le professeur Li.