Khi nói đến lưu trữ năng lượng tái tạo ở quy mô lưới điện, pin dòng oxi hóa khử có thể chứa một lượng lớn năng lượng tái tạo trong một bể chứa khổng lồ với chi phí tương đối thấp, vì vậy chúng có triển vọng phát triển rất lớn. Việc điều chỉnh dòng năng lượng giữa các thiết bị lưu trữ năng lượng này cần có một màng và các nhà khoa học Trung Quốc đã đề xuất một thiết kế mới cho thành phần quan trọng này để giải quyết một số thiếu sót và đưa công nghệ đến gần hơn với tiềm năng của nó.

Mặc dù những cục pin lithium-ion lớn như công trình của Tesla ở Nam Úc là một cách lưu trữ năng lượng tái tạo, chi phí lắp ráp những cục pin này lên tới hàng chục triệu đô la. Pin dòng oxy hóa khử - nghĩa là lưu trữ năng lượng trong chất điện phân lỏng trong các thùng lớn - cung cấp một giải pháp thay thế rẻ hơn và có thể lưu trữ năng lượng trong vài tháng một lần, giống như thế giới đã phát triển ở Đức. Theo kế hoạch cho pin có dòng oxi hóa khử lớn nhất.

Thành phần hóa học phổ biến của các loại pin này là dựa vào vanadi kim loại làm chất điện phân và vật liệu màng phổ biến nhất cho các pin oxi hóa khử vanadi này là axit perfluorosulfonic (PFSA). Tuy nhiên, một vấn đề với điều này là các ion vanadi dễ dàng xâm nhập vào màng, khiến toàn bộ pin hoạt động không ổn định, ảnh hưởng đến hiệu suất và giảm tuổi thọ.

Các nhà nghiên cứu từ Học viện Khoa học Trung Quốc đã nhắm mục tiêu vấn đề này. Họ tinh chỉnh chức năng của màng thông qua một vật liệu lai. Các hạt nano trioxide vonfram phát triển tại chỗ trên bề mặt của các tấm graphene oxit rất mịn. Được biết, graphene oxit là một tấm than chì một lớp có thể được tạo ra bằng quá trình oxy hóa than chì.

Những tấm này được nhúng trong một loại màng PFSA mới, có cấu trúc bánh sandwich và được gia cố bằng một lớp PTFE mỏng (dựa trên Teflon). Ở đây, chúng ta thấy các tấm graphene oxit là một rào cản để giảm có chọn lọc sự thẩm thấu của các ion vanadi và các hạt nano là các vị trí hoạt động, từ đó thúc đẩy quá trình vận chuyển proton, làm cho hiệu suất Coulomb và hiệu suất năng lượng trở nên rất cao- -Trên 98,1% và 88,9 % tương ứng.

Các nhà nghiên cứu cho biết điều này không chỉ vượt quá hiệu quả của các màng thương mại hiện có mà còn giải quyết được vấn đề ổn định cùng một lúc. Nhìn chung, nhóm nghiên cứu cho biết các thí nghiệm cho thấy màng lai rất phù hợp với pin dòng oxi hóa khử vanadi, nhưng tiềm năng của nó có thể không dừng lại ở đó. Họ chú ý đến các lĩnh vực như công nghệ pin nhiên liệu và lọc nước, cũng dựa vào các màng tinh chỉnh để cho phép các ion đi qua có chọn lọc, đồng thời hưởng lợi từ thiết kế.