陆地
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聂峰
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薛立新
膜科学与技术
全钒液流电池(VRB)作为一种大规模的蓄电储能设备,在新能源发电和电网调峰等方面有重要应用.质子传导膜是钒电池的关键材料,对电池的性能、成本和寿命有着十分重要的影响.文章在简单介绍VRB的基本组成和原理以及对隔膜的性能要求的基础上,主要论述了目前报道的几种VRB隔膜材料及其改性方法,以及对电池性能的影响,最后对质子交换膜的发展方向和前景进行了总结和展望.
关键词:
全钒液流电池
,
质子传导膜
,
钒离子渗透
,
电池效率
陈晓
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宋士强
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范永生
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刘平
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王保国
膜科学与技术
研究质子传导膜对全钒液流电池性能的影响,包括膜面电阻、阻钒性以及质子传导膜厚度,为研究开发适用于全钒液流电池的质子传导膜提供依据.通过测定钒电池循环充电/放电过程的效率、暂态极化曲线、静态交叉放电曲线,建立选择与优化膜材料的评价方法；在考察膜电导率、膜厚、阻钒性和机械强度的综合性能指标后,认为膜面电阻在0.3～0.5 Ω·cm2范围,具备优良阻钒性能条件下,膜厚约150 μm比较合适.使用符合该性能的聚偏氟乙烯质子传导膜时,钒电池能量效率超过70％,有望满足发展大容量蓄电储能装备的需要.
关键词:
全钒液流电池
,
质子传导膜
,
膜面电阻
,
阻钒性
,
膜厚
,
电池效率
刘平
,
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
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
