液流电池作为一种大规模储能技术以其独特的功率和容量的解耦特性引起了人们的广泛关注。它可以简单地通过使用更多的电解液或提高电解液的浓度提供更多的容量。离子传导膜是液流电池的最重要的组成部分之一。一方面，它允许特定离子通过，从而在电池中保持电中性。另一方面，它又可以防止活性物质的交叉以维持容量。离子选择性膜对液流电池的性能有至关重要的影响。理想的离子选择性膜应具有高离子电导率和选择性、高化学稳定性、良好的机械强度和低成本的特性。然而，由于传统的离子选择膜中离子选择机制和离子传导机制之间的矛盾，往往无法同时实现高导电性和高选择性。因此如何实现膜的高离子选择性与高离子传导性变得至关重要。

近日，美国东北大学朱红丽教授团队，在国际知名期刊Small上发表题为“High Ion Conductive and Selective Membrane Achieved through Dual Ion Conducting Mechanisms”的研究文章。在本文中，作者合成了高孔隙度的纳米多孔氮化硼片并通过Nafion树脂对其进行修饰实现了双功能的离子选择层，并将其喷涂到高离子传导性的多孔聚醚酰亚胺膜上制备了氮化硼-聚醚酰亚胺双层膜。该双层膜实现了优异的离子选择性（1.49×108mS cm−3min），是初始多孔聚醚酰亚胺膜离子选择性的22倍，并且保持了出色的离子传导性（64 mS cm−1 ）。使用氮化硼-聚醚酰亚胺双层膜的全钒液流电池在40-200 mA/cm2 的电流密度下实现了97.2%-99.5%的库伦效率和91.0%-67.7%的能量效率,并在100 mA/cm2 的电流密度稳定运行超过700循环。具有纳米多孔结构和离子交换基团的多孔氮化硼双功能离子选择层打破了电导率和选择性之间的限制。