提出膜材料的同軸電紡纖維化方法,在膜中構(gòu)建長程質(zhì)子傳導通道,同時提高膜的耐溶脹性.磺化聚醚醚酮（SPEEK）同軸纖維膜兼具高質(zhì)子傳導和低溶脹特性,內(nèi)、外軸采用相同磺化度的同軸纖維膜性能明顯優(yōu)于單軸纖維膜,溶脹度降低了41.3%,釩滲透率降低了6.9%,質(zhì)子傳導率提高了13.9%,質(zhì)子/釩離子選擇性提高了22.5%.在液流電池性能測試中,100 mA/cm²電流密度下,同軸電紡纖維膜電池的能量效率達到83.7%,高于單軸電紡纖維膜和商業(yè)化Nafion211膜（74.9%）,表明同軸電紡方法在全釩液流電池中應(yīng)用前景廣闊. 

【文章來源】：膜科學與技術(shù). 2020,40(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

同軸電紡設(shè)計液流電池隔膜的示意圖

圖2所示為纖維和膜的掃描電鏡圖.可以看出,單軸、同軸纖維的形貌平滑,具有三維無規(guī)分布,纖維直徑分布相當,范圍在120～150 nm.纖維膜斷面電鏡圖表明,將經(jīng)DMF溶劑蒸汽浴溶脹、高溫熱壓后,纖維相互粘連形成的纖維膜致密無明顯缺陷,但與澆鑄膜斷面相比,纖維膜顯示出纖維粘連網(wǎng)絡(luò),從而可以構(gòu)建長程連通的質(zhì)子傳遞通道,提高膜強度.2.2 同軸電紡纖維膜的吸水溶脹、電阻和阻釩能力

同軸纖維膜兼具高質(zhì)子傳導性和低溶脹性,有利于提高質(zhì)子傳遞效率,阻隔釩離子滲透,提高液流電池性能.如圖5所示,雖然膜材料電紡纖維化提高了膜微相分離程度,使釩離子通過水通道擴散,釩離子滲透率較澆鑄膜(1.27×10-8 cm2/min)有所升高,但同軸纖維膜的高質(zhì)子傳導、耐溶脹特性,使其釩離子滲透率(1.34×10-8 cm2/min)比單軸電紡纖維膜(1.44×10-8 cm2/min)略有降低(下降了6.9%),同時顯示出最高的質(zhì)子/釩離子選擇性(2.61×106 S·min/cm3),較單軸纖維膜(2.13×106 S·min/cm3)提高了22.5%,在3種相同磺化度的SPEEK隔膜中具有最佳的綜合性能.2.3 同軸電紡纖維膜的單電池性能


本文編號：2979087