构建和研究用于VFB应用的新型交联含硫化聚胺膜
Jun Long1, Wenheng Huang1, Huiting Li1
1State Key Laboratory of Environment-friendly Energy Materials, Engineering Research Center of Biomass Materials (Ministry of Education), and School of Materials and Chemistry, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, PR China.
ACS applied materials & interfaces
|June 12, 2024
概括
一种新的共价交联膜 (CFSPI-PVA-15) 通过提高质子导电性和阻断离子来提高流电池 (VFB) 的性能. 与Nafion 212.2相比,这种膜显示出更高的效率和稳定性.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 高性能膜对于高效的流电池 (VFB) 是至关重要的.
- 现有的膜往往面临着质子导电性和离子阻断之间的权衡.
- 硫化聚胺具有潜力,但需要进行结构修改以获得最佳性能.
研究的目的:
- 开发一种新型膜,克服VFB中的质子导电性-离子选择性权衡.
- 为了合成和描述共价交联含硫化聚胺 (CFSPI-PVA) 膜.
- 评估CFSPI-PVA-15膜在VFB中的性能和稳定性.
主要方法:
- 合成共价交联含硫化聚胺 (CFSPI-PVA) 膜.
- 膜性质的表征:面积电阻,离子透性和质子选择性.
- 在VFB中的性能测试:coulombic效率,能源效率和自放电持续时间.
- 评估循环稳定性和化学稳定性的理论计算.
主要成果:
- 与Nafion 212.2相比,CFSPI-PVA-15膜显示出更高的质子选择性 (3.11 × 10^5 分钟 cm^-3) 和较低的离子透性 (0.76 × 10^-7 cm^2 分钟^-1).
- CFSPI-PVA-15表现出更高的库伦比克效率 (97.26%-99.34%) 和能源效率 (68.65%-88.11%).
- 膜表现出更长的自放电持续时间 (29.2小时) 和稳定的循环性能超过500个周期.
结论:
- 引入交叉连接结构有效地克服了质子导电性和离子阻断之间的权衡.
- CFSPI-PVA-15膜对VFB应用具有出色的综合性质和稳定性.
- 理论计算证实了CFSPI-PVA-15膜的增强化学稳定性.
