刘平
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青格乐图
,
郭伟男
,
陈晓
,
初晓
,
王保国
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2012.02.005
为了满足新能源电池对质子选择性导电膜的需要,提出一种质子传导膜的新型制备工艺,并进行质子传导膜的制备工艺放大.以聚偏氟乙烯(PVDF)和烯丙基磺酸钠(SAS)为原料,成功制备长1000 mm、宽800mm的质子传导膜.膜性能测试结果显示,质子传导膜电导率随SAS质量分数变化显著.当SAS质量分数为20％时,膜电导率3.0×10-2 S/cm;膜化学稳定性良好,使用Fenton试剂氧化法测得膜剩余质量分数97.5％；屈服强度23 N/mm2,膜爆破强度为2 MPa; TGA分析膜分解温度高于400℃.该膜应用于全钒液流电池,自放电实验测得开路电压下降速率为1.41×10-3V/h,库伦效率93％.结果表明,膜材料综合性能良好,有望在全钒液流电池产业化过程中得到大规模应用.
关键词:
质子传导膜
,
全钒液流电池
,
电导率
,
电池实验
宋士强
,
陈晓
,
郭伟男
,
范永生
,
王保国
膜科学与技术
研究全钒液流电池充电/放电过程,电解液中不同价态水合钒离子、氢离子、水分子在纳米孔径的质子传导膜中的渗透迁移行为,为膜材料性能改进以及电解液系统管理提供依据.通过测定全钒液流电池开路状态下的自放电、恒电流模式下的充电/放电循环过程,分析钒离子渗透和水迁移影响因素,揭示电池运行过程纳米多孔质子传导膜中钒离子渗透及水迁移规律.结果表明:自放电过程主要发生钒离子浓度差作为推动力的传质扩散,水分子的跨膜净迁移量可忽略;在恒流模式下的充电/放电循环过程中,隔膜两侧阴极、阳极电解液中水合离子迁移、浓差扩散、渗透压效应均发生作用,导致阳极侧电解液向阴极侧发生净的水迁移,需要通过电解液管理保持电池系统正常运行.
关键词:
全钒液流电池
,
纳米多孔质子传导膜
,
钒离子渗透
,
水迁移
郭伟男
,
吴旭冉
,
青格乐图
,
范永生
,
王保国
膜科学与技术
以多乙烯多胺类物质和均苯三甲酰氯为反应单体,采用多层界面聚合方法制备质子传导膜.在聚偏氟乙烯超滤膜表面进行多层界面聚合反应形成离子选择性分离膜,该膜具有质子传导能力和VO2+离子阻隔能力.通过系统研究水相溶液中单体种类对质子传导膜性能的影响,结果表明,以四乙烯五胺为水相单体制得的质子传导膜电化学性能较优,其电导率达到8.0×10-3 S/cm;VO2+离子扩散系数降低了一个量级,达到2.4×10-12m2/s;离子选择性系数60,较改性前提高2.2倍.研究发现,膜的离子选择性和膜致密层高分子链结构电荷密度之间存在相关性.
关键词:
质子传导膜
,
多层界面聚合
,
电导率
,
离子选择性
,
结构电荷密度
