近日，科学家成功研制出一种适合家庭使用的高电流密度水基电池，为家庭能源储存带来新突破。

研究人员表示，下一代“液流电池”有望助力家庭以更安全、更经济、更高效的方式储存屋顶太阳能。由莫纳什大学研究人员开发的这一创新技术，凭借全新的膜设计解决了速度难题，使其成为家庭的理想选择，并有望在能源转型市场中发挥关键作用。

该研究的第一作者、莫纳什大学材料科学与工程系博士生梁万桥称：“我们采用了一种安全、经济的化学方法，并使其速度足够快，能够实时捕获屋顶太阳能。我们设计了一种膜，最终让有机液流电池在住宅和中型储能领域具备竞争力，这为不仅更便宜，而且更安全、更易于规模化的系统打开了大门。”

目前，市场上已有部分公司生产液流电池。但莫纳什大学的设计因将安全性、低成本和高速性能完美结合而脱颖而出，全球范围内很少有系统能达到这种平衡。

液流电池虽已存在数十年，但因体积大、充电速度慢，传统上仅用于大规模储能。此次最新创新成功解决了速度问题。梁万桥强调，关键在于提高离子选择性，即让好的离子快速通过，同时阻止不需要的离子通过。新型膜实现了这种平衡，即便在高电流密度下也能快速稳定运行。

这项创新在速度和稳定性方面均超越行业标准的Nafion膜，在600次高电流循环中几乎没有容量损失，堪称此类电池的重大飞跃。

该研究成果发表在同行评审期刊《应用化学》上。研究表明，氧化还原液流电池有望实现大规模电网稳定，其中有机氧化还原液流电池(ORFB)因采用的材料具备可持续且经济运行的潜力。

研究人员指出，有机氧化还原液流电池的长期运行需要对细胞内物质的运输进行精确控制，阳离子的运动是高电流密度的关键，而阴离子的排斥则是循环稳定性所必需的。

研究团队报告了一种定制的亲水混合基质膜SPEEK - SX，以磺化聚二氯二甲苯(Sp - DCX)作为添加剂，以磺化聚醚醚酮(SPEEK)作为基质。研究人员在研究中提到：“与Nafion - 212相比，SPEEK致密的芳香族骨架有效地抑制了电解质的交叉渗透，而Sp - DCX微孔内的磺酸盐基团则提高了Na+的迁移率。”