全釩液流電池(VRB)作為一種高能量轉(zhuǎn)化率、高性價(jià)比的大型儲能系統(tǒng)得到廣泛關(guān)注。質(zhì)子交換膜是VRB的核心組件,起著隔離電解液、傳輸質(zhì)子的作用,因此其性能的優(yōu)劣嚴(yán)重影響電池的商業(yè)化前景。Nafion系列全氟磺酸質(zhì)子交換膜是杜邦公司的商業(yè)化產(chǎn)品,然而高成本、高釩離子滲透率影響了大規(guī)模應(yīng)用。因此,替代Nafion膜的研究,尤其研發(fā)高質(zhì)子傳導(dǎo)率、低釩離子滲透性和低成本化質(zhì)子膜得到關(guān)注。首先利用磺化反應(yīng)制備出磺化度(DS)為62%的磺化聚砜(SPSF),再通過調(diào)整SPSF和磺化聚醚醚酮(SPEEK)兩者的質(zhì)量比,制備出一系列SPSF/SPEEK復(fù)合質(zhì)子交換膜。結(jié)果表明,SPEEK的加入提升了復(fù)合膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率。SPSF/SPEEK-50(SPSF與SPEEK的共混比例為5:5)復(fù)合膜表現(xiàn)出最高的離子選擇性(16.33 S min cm-3),約為Nafion 117膜(3.99 S min cm-3)的4倍。VRB單電池性能測試表明,在50 mA cm-2電流密度下,復(fù)合膜能量效率(EE)達(dá)到87.55%,優(yōu)于Nafion 117(EE:83.5%)。自放電時(shí)間為54 h,是Nafion 117(23.4 h)的2.3倍。在100次循環(huán)測試中,SPSF/SPEEK-50復(fù)合膜電池效率保持了良好穩(wěn)定性。采用熱縮聚法制備出類石墨相氮化碳(g-C3N4),以最佳比例的SPSF/SPEEK-50為基膜,制備了不同g-C3N4含量的SPSF/SPEEK/g-C3N4復(fù)合質(zhì)子交換膜。研究表明,g-C3N4的加入有效降低了SPSF的釩離子滲透率,提高了復(fù)合膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率,而且SPSF/SPEEK/g-C3N4-1復(fù)合膜給出了最高的離子選擇性。50 mA cm-2電流密度下,復(fù)合膜的庫倫效率和能量效率分別為(CE:94.2%,EE:88.24%),明顯優(yōu)于Nafion 117膜(CE:94%,EE:83.5%)。經(jīng)過 100次循環(huán)充放電后,SPSF/SPEEK/g-C3N4-1復(fù)合膜展現(xiàn)了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.2;TM912
【部分圖文】：

從而產(chǎn)生化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換［１Ｑ］。充電狀態(tài)時(shí)，正極電解液中釩化合??價(jià)發(fā)生Ｖ４＋向Ｖ５＋變化，負(fù)極電解液中釩化合價(jià)發(fā)生Ｖ３＋向Ｖ２＋的轉(zhuǎn)變，并且產(chǎn)生??氫離子；放電時(shí)則與之相反。圖１－１為釩電池的工作原理。??１??

Ｐｕｍｐ?Ｐｕｍｐ??圖１－１全釩液流電池工作原理圖??１．２．２全釩液流電池的特點(diǎn)??全釩液流電池儲能技術(shù)與其他傳統(tǒng)儲能技術(shù)相比具有以下的特點(diǎn)ｔ１，２，６，８，??１０－１４］．??１）

中Ｎａｆｉｏｎ與ＰＶＤＦ的質(zhì)量比為８０／２０時(shí)，復(fù)合膜具有最好的電池效率。單電池??性能測試，ＮｏＰｏ．２復(fù)合膜表現(xiàn)出了比純Ｎａｆｉｏｎ膜更高的ＣＥ和ＥＥ，?Ｎ〇．８Ｐ〇．２的自??放電時(shí)間（＞８０?ｈ）遠(yuǎn)長于Ｎａｆｉｏｎ膜（＞４０?ｈ），如圖１－３所示。在８０?ｍＡ?ｃｎＴ２??電流密度下，ＮＧ．８ＰＱ．２復(fù)合膜的ＥＥ達(dá)到了?８５％，高于純Ｎａｆｉｏｎ膜。??７??
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙世亮;;復(fù)合膜“隧道”現(xiàn)象的產(chǎn)生原因及解決辦法[J];印刷技術(shù);2019年05期

2 楊麗;楊永強(qiáng);奚振宇;魏昕;王玉杰;;高性能工業(yè)用聚砜平板復(fù)合膜的制備[J];現(xiàn)代化工;2017年05期

3 楊艷艷;田寶楊;馮素洋;曲小姝;;磷鎢酸鹽/中性紅復(fù)合膜的制備及電致變色性能研究[J];東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年02期

4 賈淑平;燕子紅;潘言亮;木合塔爾·吐爾洪;;核桃青皮多酚改性殼聚糖-明膠復(fù)合膜的制備及其性能[J];精細(xì)化工;2017年08期

5 ;我國復(fù)合膜減薄部分研究達(dá)國際水平[J];塑料科技;2016年04期

6 韓謹(jǐn)潞;李琪琪;湯廉;陳仕艷;王華平;;細(xì)菌纖維素基電磁功能復(fù)合膜的制備與性能研究[J];功能材料;2015年14期

7 代明江;韋春貝;周克崧;朱敏;侯惠君;林松盛;佟鑫;;磁控濺射W/DLC/W-S-C復(fù)合膜的制備及其性能（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2015年09期

8 付寧;趙雄燕;姜志繪;;復(fù)合膜減薄技術(shù)趨勢分析[J];印刷技術(shù);2015年20期

9 劉莉莉;李思東;唐冰;楊錫洪;李普旺;楊子明;;殼聚糖/明膠食品保鮮復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性研究[J];食品工業(yè)科技;2014年08期

10 鄭育英;黃文濤;付成波;黃天侯;;鋰離子電池輕薄鋁塑復(fù)合膜的熱封條件[J];電池;2013年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李雙雯;定向有序結(jié)構(gòu)的聚合物基復(fù)合膜的研究[D];天津大學(xué);2017年

2 劉彩虹;聚酰胺復(fù)合膜功能層抗污染調(diào)控機(jī)制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 董勁;Eu配合物/EVA復(fù)合膜的制備及在晶體硅太陽能電池中的應(yīng)用研究[D];東南大學(xué);2017年

4 蘭永強(qiáng);木基生物炭在滲透蒸發(fā)復(fù)合膜中應(yīng)用的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2017年

5 劉順利;基于有機(jī)金屬配位鍵構(gòu)建功能高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及性能研究[D];東南大學(xué);2018年

6 楊麗彬;有機(jī)/無機(jī)雜化薄層復(fù)合膜的制備及分離性能研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2018年

7 莫錦鵬;納米多孔材料/聚硅氧烷復(fù)合膜及其介電行為研究[D];華南理工大學(xué);2018年

8 燕群;聚吡咯/無機(jī)顆粒復(fù)合膜層的電化學(xué)合成與防腐機(jī)理研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2017年

9 陳成棟;碳鋼表面“綠色”/自修復(fù)復(fù)合膜的制備與防腐蝕性能研究[D];廈門大學(xué);2017年

10 郭紅;復(fù)合型聚偏氟乙烯基導(dǎo)熱材料的制備及導(dǎo)熱性能研究[D];天津大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 許晶翠;膜式全熱換熱器熱質(zhì)交換復(fù)合膜的優(yōu)選及其在全熱換熱器中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2017年

2 常凱;聚合物雜化陶瓷復(fù)合膜：制備、表征與性能評價(jià)[D];河南科技大學(xué);2019年

3 徐晶;多酚改性膠原纖維-淀粉復(fù)合膜的制備及性能研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2019年

4 湯子瀟;異質(zhì)結(jié)光催化復(fù)合膜的制備及其可見光下降解水中羅丹明B的性能研究[D];江蘇大學(xué);2018年

5 于穎;多層超疏水PI納米纖維復(fù)合膜的制備及其表征[D];江西師范大學(xué);2019年

6 李文慧;聚乳酸基納米二氧化鈦復(fù)合膜性能及納米粒子在食品模擬液中的遷移研究[D];昆明理工大學(xué);2018年

7 李明雪;纖維素復(fù)合膜的制備及其對鹽酸環(huán)丙沙星的吸附研究[D];天津大學(xué);2018年

8 師夢閃;MOF/PVDF復(fù)合膜制備及其性能研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2019年

9 張文昕;雙親添加劑的制備及其對聚丙烯腈基共聚物復(fù)合膜抗污染性能的影響[D];天津工業(yè)大學(xué);2019年

10 張凱;聚間苯二甲酰間苯二胺中空纖維膜及復(fù)合膜的制備和應(yīng)用[D];天津工業(yè)大學(xué);2019年

本文編號：2847794