Udvikling af næste generation af smarte separatormembraner

Et team af koreanske forskere, tilknyttet UNIST modtager mediernes søgelys, da de har foreslået en grøn materialestrategi for udvikling af smarte batteriseparatorer ud over de nuværende state-of-the-art modparter.

Resultaterne vises i 6. juli-udgaven af Nano bogstaver , medforfatter af Prof. Sang-Young Lee (School of Energy and Chemical Engineering), Prof. Byeong-Su Kim (Skolen for Naturvidenskab), hovedforfatterne af undersøgelsen Jung-Hwan Kim (School of Energy and Chemical Engineering) og Minsu Gu (School of Energy and Chemical Engineering), og fire andre.

I undersøgelsen, forskergruppen præsenterede en ny klasse batteriseparator baseret på den hierarkiske/asymmetriske porøse struktur af den heterolagede nanomat ("c-mat separator"), som en hidtil uset membranmulighed til at muliggøre bemærkelsesværdige fremskridt i celleydelse langt ud over dem, der er tilgængelige med konventionelle batteriseparatorer.

Blandt de vigtigste batterikomponenter, separatormembraner har ikke været i centrum for opmærksomhed sammenlignet med andre elektrokemisk aktive materialer, trods deres vigtige roller i at tillade ionisk strømning og forhindring af elektrisk kontakt mellem elektroder. Denne undersøgelse introducerer nye kemiske funktionaliteter til separatormembraner, derved bringes hidtil usete fordele til batteriets ydeevne.

C-matseparatoren bestod af en tynd nanoporøs TPY-CNF-måtte som det øverste lag og en tyk makroporøs elektrospundet PVP/PAN-måtte som understøttelseslag. Ifølge forskerholdet, ud over den førnævnte strukturelle unikhed, et andet fremtrædende træk ved c-mat separatoren er den højere ion konduktivitet sammenlignet med de eksisterende PP/PE/PP separatorer.

"Denne banebrydende opdagelse vil bane vejen mod næste generations lithium-ion-batterier, udviser væsentligt forbedret ydeevne og øget energieffektivitet, " siger JungHwan Kim, hovedforfatteren på undersøgelsen.

Forskergruppen bemærkede, "Vi forestiller os, at c-mat separatoren, drage fordel af dets strukturelle unikke og kemiske funktionaliteter, vil åbne en ny vej for udvikling af højtydende smarte separatormembraner til potentiel brug i næste generations strømkilder og i permselektive membranfiltreringssystemer til høj masseflux/fjernelse af tungmetalioner."