全釩氧化還原液流電池（All vanadium redox flow battery,簡稱:VRFB）是一種新型綠色的二次電池。與其它氧化還原液流電池如鋅/溴電池、鈉/硫電池及鉛酸電池相比,VRFB具有容量和功率可調(diào)、大電流無損深度放電、使用壽命長、易操作和維護等優(yōu)點。因此,VRFB可應用于調(diào)峰電源系統(tǒng)、大規(guī)模光電轉換系統(tǒng)、應急電源系統(tǒng)、電動汽車電源等方面。迄今為止,VRFB仍然處于商業(yè)化應用的初級階段,隔膜材料是限制其大規(guī)模開發(fā)的瓶頸之一。目前,VRFB中廣泛使用的隔膜是美國杜邦公司生產(chǎn)的化學穩(wěn)定性好、質(zhì)子傳導率高的Nafion系列膜;但是Nafion系列膜昂貴的價格以及較高的釩滲透、水遷移又限制了其大規(guī)模的商業(yè)化應用。因此,開發(fā)新型非氟質(zhì)子導電膜對于降低膜的成本、減少釩滲透,盡可能提高電池的綜合性價比具有十分重要的研究意義和商業(yè)價值�；腔埘啺罚⊿ulfonated Polyimide,簡稱:SPI）具備良好的質(zhì)子電導率、易成膜性、熱穩(wěn)定性和價格合理等優(yōu)點,將其應用于VRFB中,有望成為Nafion膜的替代膜。然而,由于VRFB中正極電解液具有較強的氧化性和酸性,未優(yōu)化的純的SP... 

【文章來源】：西南科技大學四川省

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 全釩氧化還原液流電池
        1.2.1 全釩氧化還原液流電池的工作原理
        1.2.2 全釩氧化還原液流電池的特點
        1.2.3 全釩氧化還原液流電池的應用
        1.2.4 全釩氧化還原液流電池的研究現(xiàn)狀
    1.3 全釩氧化還原液流電池的關鍵材料
        1.3.1 電極材料
        1.3.2 電解液
        1.3.3 隔膜材料
    1.4 本課題研究意義、目的及主要內(nèi)容
2 實驗部分
    2.1 實驗試劑和材料
    2.2 實驗儀器和裝置
    2.3 膜的制備
        2.3.1 SPI的 合成
        2.3.2 SPI/TiO_2膜 的制備
        2.3.3 SPI/AlOOH膜 的制備
        2.3.4 SPI/ZrO_2膜 的制備
        2.3.5 SPI/s-MoS_2膜 的制備
        2.3.6 含不同非磺化二胺單體的SPI膜 的制備
    2.4 膜的表征
        2.4.1 FT-IR測 試
        2.4.2 熱性能測試
        2.4.3 形貌和元素分析
        2.4.4 XRD的 測定
        2.4.5 含水量及溶脹率測定
        2.4.6 離子交換容量測定
        2.4.7 質(zhì)子傳導率測定
        2.4.8 釩離子滲透測定
        2.4.9 機械性能測試
        2.4.10 氧 化穩(wěn)定性測試
        2.4.11 VRB測 試
3 SPI/TiO_2復 合質(zhì)子導電膜
    3.1 結果與討論
        3.1.1 SEM-EDS分 析
        3.1.2 SPI/TiO_2復 合膜的XRD分 析
        3.1.3 SPI/TiO_2復 合膜的熱性能
        3.1.4 膜的物理化學性質(zhì)
        3.1.5 全釩液流單電池性能
    3.2 本章小結
4 SPI/AlOOH復 合質(zhì)子導電膜
    4.1 結果與討論
        4.1.1 SEM-EDS分 析
        4.1.2 XRD分 析
        4.1.3 FT-IR分 析
        4.1.4 熱性能分析
        4.1.5 膜的物理化學性能
        4.1.6 全釩液流單電池性能
    4.2 本章小結
5 SPI/ZrO_2復 合質(zhì)子導電膜
    5.1 結果與討論
        5.1.1 AFM分 析
        5.1.2 XRD分 析
        5.1.3 膜的物理化學性能
        5.1.4 釩電池性能
    5.2 本章小結
6 SPI/s-MoS_2復 合質(zhì)子導電膜
    6.1 磺化二硫化鉬 （ s-MoS_2） 的制備
    6.2 結果與討論
        6.2.1 FT-IR分 析
        6.2.2 SEM-EDS分 析
        6.2.3 SPI/s-MoS_2復 合膜的XRD分 析
        6.2.4 熱性能分析
        6.2.5 氧化穩(wěn)定性分析
        6.2.6 膜的物理化學性能
        6.2.7 膜的質(zhì)子傳導率 ， VO_2 +滲 透和質(zhì)子選擇性
        6.2.8 VRFB性 能
    6.3 本章小結
7 含不同非磺化二胺單體的SPI膜
    7.1 結果與討論
        7.1.1 FT-IR分 析
        7.1.2 數(shù)碼照片和SEM分 析
        7.1.3 膜的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和機械性能
        7.1.4 膜的物理化學性能
        7.1.5 膜的釩電池性能
    7.2 本章小結
全文結論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]儲能與液流電池技術[J]. 張華民.  儲能科學與技術. 2012(01)
[2]磺化聚酰亞胺/SiO2復合膜的制備及其質(zhì)子交換性能研究[J]. 高春暉,王太鵬,武德珍,楊士勇,范琳.  化工新型材料. 2012(02)
[3]磺化聚醚砜/薄水鋁石復合質(zhì)子交換膜的性能[J]. 文勝,龔春麗,蔡芳昌,葉正濤.  物理化學學報. 2011(08)
[4]磺化聚酰亞胺的合成及其膜性能研究[J]. 金朝輝,高華晶,王兆花,孫重洋.  化工時刊. 2010(12)
[5]全釩氧化還原液流電池隔膜[J]. 張亞萍,陳艷,周元林,何平.  化學進展. 2010(Z1)
[6]聚酰亞胺膜的應用研究進展[J]. 顏善銀,陳文求,楊小進,陳川,徐祖順,易昌鳳.  化工新型材料. 2009(09)
[7]添加劑對全釩液流電池電解液的影響[J]. 梁艷,何平,于婷婷,楊定明,蔣琪英,戴亞堂.  西南科技大學學報. 2008(02)
[8]全釩電池組的充放電性能[J]. 陳茂斌,孟凡明,李曉兵,張勝濤,劉聯(lián),劉效疆.  電源技術. 2008(04)
[9]釩流電池的應用前景和關鍵材料[J]. 費國平,趙炯心.  能源研究與信息. 2008(01)
[10]全釩液流電池正極電解液的研究進展[J]. 毛凌波,張仁元,陳梟.  電池工業(yè). 2007(05)

博士論文
[1]釩氧化還原液流電池研究[D]. 羅冬梅.東北大學 2005

碩士論文
[1]全釩液流電池高性能穩(wěn)定電解液的研究[D]. 吳雪文.中南大學 2010
[2]全釩液流電池釩電解液及電極材料研究[D]. 李林德.昆明理工大學 2006



本文編號：3317501