水系锌离子液流电池由于其固有的安全性、高能量密度和成本效益而对电网存储具有吸引力。然而，由于离子不平衡，锌阳极沉积/溶解反应会导致严重的水迁移，特别是在高荷电状态和高面积/体积容量的恶劣条件下，进一步加剧了实际 Zn-I 系统的内在挑战。

在这里，香港城市大学支春义教授，深圳理工大学Guojin Liang开发了一种定制的离子分子筛膜来调节水/水合离子簇的传输行为，通过精确的尺寸筛分效应实现电解质平衡。

文章要点

1）对不同亚纳米孔径的系统研究表明，最佳范围（0.55-0.65 nm）可以选择性地拦截大的水合离子簇并减少聚碘化物穿梭。这样，具有该膜的Zn-I液流电池在恶劣条件（50%充电状态）下表现出超过2000小时（500次循环）的稳定循环，实现了66.4 mAh cm⁻² /53.2 Ah L⁻¹ posolyte/27.66 Wh L⁻¹系统。

2）该系统还具有较低的自放电率，静态流动 3 天后仍保持 98.5% 的高库仑效率。此外，技术经济成本分析揭示了采用这种膜的系统长期储能的具有竞争力的平准化成本（551.98 美元 MWh⁻¹，能量功率比为 18 小时）。

这项工作为控制水传输行为以实现长寿命液流电池提供了见解。

参考文献

Wei, Z., Wang, Y., Hong, H. et al. Long-life aqueous zinc-iodine flow batteries enabled by selectively intercepting hydrated ions. Nat Commun 16, 9301 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-64344-8

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64344-8