全釩液流電池作為一種性能優(yōu)秀的儲能方式可以有效地與能源產(chǎn)出波動較大的新型能源相配合。目前,對全釩液流電池性能制約較大的關(guān)鍵材料是隔膜,降低隔膜的成本與提高隔膜的性能對全釩液流電池的發(fā)展具有很大的現(xiàn)實意義。本研究采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應對全釩液流電池中應用最為廣泛的Nafion膜進行改性,以期提高Nafion膜的性能和降低Nafion膜的成本。使用表面原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應在Nafion115和Nafion212膜表面接枝聚合一種兩性離子甜菜堿單體甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿,得到表面接枝磺基甜菜堿的Nafion兩性膜,對其進行傅里葉紅外光譜、掃描電子顯微鏡、能譜、X射線光電子能譜和熱重分析表征,并測試其物化性能和電化學性能。實驗表明,表面接枝上磺基甜菜堿的Nafion115膜和Nafion212都展現(xiàn)出優(yōu)良的阻釩性能,在VRB測試中,能量效率分別達到了87.3%和87.7%,比Nafion115/212膜高出2.6%和5.8%。證明了Nafion膜表面接枝磺基甜菜堿能夠有效地提高商業(yè)Nafion膜的全釩液流電池性能。將Nafion膜溶解并使用本體原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應反應分別接枝甲基丙烯... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

液流電池結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文用中膜的各方面性能難以全面顧及，例如常力、機械性能和化學穩(wěn)定性，但是其離子選際使用過程中需要考慮各因素的平衡，以期膜種類介紹研究和發(fā)展，釩電池隔膜發(fā)展出數(shù)種類型，換膜。多孔膜是通過控制孔徑大小來實現(xiàn)質(zhì)形成能夠?qū)崿F(xiàn)離子交換的離子通道以實現(xiàn)質(zhì)分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和兩性離全釩液流電池充放電過程中，負極和正極氧化還原反應，而氫離子將會通過隔膜在紹幾種典型的離子交換膜。

圖 1-2 離子交換膜在全釩液流釩電池中工作機理示意圖換膜膜能夠排斥陰離子，以陽離子作為交換離子，因也造成其對釩離子的選擇性較差。目前，應用最ont 公司研發(fā)的全氟磺酸膜如 Nafion 膜。Nafion 乙烯骨架上接枝鏈端帶有親水性磺酸基團的長鏈乙烯骨架使得薄膜具有優(yōu)秀的機械和化學穩(wěn)定性供了優(yōu)良的質(zhì)子傳導率。但是較低的離子選擇2)限制了其進一步的應用。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]SSPEEK/Na-MMT復合釩電池質(zhì)子交換膜的制備與性能研究[J]. 李奕奕,趙曉萍,陳智祥,丁富傳,黃雪紅.  高分子學報. 2015(07)
[2]磺基甜菜堿接枝共聚物共混改性聚砜超濾膜的研究[J]. 張倩,沈沖,孟琴.  高�；瘜W工程學報. 2014(06)
[3]全釩液流電池技術(shù)最新研究進展[J]. 張華民,王曉麗.  儲能科學與技術(shù). 2013(03)
[4]全釩液流電池(VRB)綜述[J]. 晏明,肖育江.  東方電機. 2012(05)
[5]全釩氧化還原液流電池用Nafion/有機硅復合膜[J]. 滕祥國,趙永濤,席靖宇,武增華,邱新平,陳立泉.  化學學報. 2009(06)
[6]儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用[J]. 張文亮,丘明,來小康.  電網(wǎng)技術(shù). 2008(07)
[7]全釩液流電池關(guān)鍵材料研究進展[J]. 陳金慶,汪錢,王保國.  現(xiàn)代化工. 2006(09)

博士論文
[1]兩性離子交換膜的制備、表征及其在釩電池中的應用探索[D]. 廖俊斌.浙江工業(yè)大學 2015

碩士論文
[1]全釩氧化還原液流電池石墨氈電極的改性研究[D]. 馬奇會.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]高容量離子交換材料的制備及其性能研究[D]. 丁韶蘭.寧夏大學 2015



本文編號：2942408