能源需求的增長和化石燃料資源的日益枯竭需要可持續(xù)的能源替代方案,例如可再生清潔能源等。然而,可再生能源的不穩(wěn)定性往往會導致低質量的輸出功率。在儲能系統(tǒng)中,全釩液流電池（VRFB）由于其使用壽命長,輸出功率穩(wěn)定且在大型應用中具有良好的安全性,因此已被廣泛使用。作為VRFBs的關鍵組成部分,質子交換膜已經(jīng)成為限制VRFBs發(fā)展的重要因素。在過去的幾年中,商用Nafion膜是液流電池中最好的可用膜和常用膜。但是,Nafion膜的價格已達到500～1000美元每平米,這也限制了其在VRFB中的進一步商業(yè)化。因此,開發(fā)具有更低成本和優(yōu)異的電化學性能的膜是十分有意義的。聚苯并咪唑（PBI）質子交換膜在全釩液流電池系統(tǒng)中顯示出了良好的應用前景。通常采用H3PO4摻雜來優(yōu)化PBI膜的電導率,經(jīng)過H3PO4摻雜后,PBI聚合物主鏈上咪唑中的正電荷可以排斥釩離子,而過量的游離H3PO4分子導致更高的電導率。因此,本文以PBI為原料制備了不同的質子交換膜,并進行了進一步的研究。在本文中,通過將多孔聚乙烯（PE）基材和聚苯并咪唑樹脂組合用于釩氧化還原液流電池（VRFB）,制得了填充孔道的PE/PBI質子交換膜... 

【文章來源】：遼寧大學遼寧省211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 前言
    1.1 課題背景
    1.2 全釩液流電池
        1.2.1 全釩液流電池應用領域
        1.2.2 全釩液流電池工作原理
    1.3 全釩液流電池單電池組成
        1.3.1 電極
        1.3.2 電解液
        1.3.3 質子交換膜
    1.4 質子交換膜研究進展
        1.4.1 陽離子交換膜
        1.4.2 陰離子交換膜(AEM)
        1.4.3 兩性離子交換膜(AIEM)
        1.4.4 非離子型多孔膜
        1.4.5 質子交換膜制備方法
        1.4.6 質子傳輸機理的研究
        1.4.7 質子傳遞位點
    1.5 聚苯并咪唑(PBI)
    1.6 本文研究意義及內(nèi)容
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗材料與設備
        2.1.1 材料與藥品
        2.1.2 實驗儀器與設備
    2.2 隔膜表征與測試
        2.2.1 接觸角實驗
        2.2.2 掃描電鏡分析
        2.2.3 吸水率(WU)和溶脹比(SR)
        2.2.4 質子電導率(σ)和面電阻(AR)
        2.2.5 釩離子滲透率
        2.2.6 單電池測試
第3章 PE/PBI復合膜的制備及測試
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 PE/PBI復合膜的制備
    3.3 測試表征
        3.3.1 接觸角實驗
        3.3.2 掃描電鏡分析
        3.3.3 吸水率(WU)和溶脹比(SR)
        3.3.4 質子電導率(σ)和面電阻(AR)
        3.3.5 釩離子滲透率
        3.3.6 單電池測試
    3.4 結果與討論
        3.4.1 親水改性效果
        3.4.2 形貌分析
        3.4.3 吸水率、溶脹比測試
        3.4.4 質子電導率、面電阻和釩離子滲透率測試
        3.4.5 單電池性能
        3.4.6 PE/PBI復合膜成本核算
    3.5 本章小結
第4章 多巴胺包覆PBI復合膜的制備
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 磷酸摻雜PBI膜的制備
        4.2.2 多巴胺包覆PBI復合膜的制備
    4.3 測試表征
        4.3.1 掃描電鏡分析
        4.3.2 吸水率(WU)和溶脹比(SR)
        4.3.3 質子電導率(σ)和釩離子滲透率
        4.3.4 單電池測試
    4.4 結果與討論
        4.4.1 形貌分析
        4.4.2 吸水率、溶脹比測試
        4.4.3 質子電導率(σ)和釩離子滲透率
        4.4.4 單電池測試
    4.5 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參加科研情況
    一、參與發(fā)表的論文
    二、參加科研項目



本文編號：3641182