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(左):AquaPIM 由特种的聚合物制成,它能在高pH值的情况下变得离子化,生成可高度导电并具有高度选择性的孔。(右)这种材料可以被塑造成各种形状,例如一种独立式的膜。(图片来源:Brett Helms/Berkeley Lab)
与伯克利实验室分子铸造厂执行主任、JCESR 首席研究员、博士后 David Prendergast 一起工作的博士后研究员 Artem Baskin 的理论研究也进一步证实了这种行为。
Baskin 利用伯克利实验室国家能源研究科学计算中心(NERSC)的计算资源模拟了AquaPIM 膜,并发现组成膜的聚合物结构在碱性电解质中的高碱性条件下,抗塌孔能力很强。
在通过各种栅极电池化学物质评估 AquaPIM 膜的性能与兼容性的同时,研究人员们开发了一个模型,将电池的性能与各种膜的性能联系起来。这种模型能够预料流体电池的生命周期和效率,并且无需构造整个设备。他们也演示了相似的模型可以应用于其他的电池化学物质以及它们的膜。
Helms 表示:“一般来说,你必须等待数周或者数月,来搞清楚电池在组装成整个单元后可以维持工作多久。通过采用简单且快速的薄膜筛选,你可以将这个时间缩减至几小时或者几天。”
未来
研究人员的下一个计划是将 AquaPIM 膜应用于更广泛的水流体化学物质,从金属和无机物到有机物和聚合物。他们也强调,这些膜与其他的碱性锌电池兼容,包括那些采用氧、氧化锰或者金属有机框架作为正极的电池。
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