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学科主题物理化学
全钒液流储能电池用离子交换膜的研究
罗庆涛
2009-05-15
导师张华民
专业化学工程
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要离子交换膜作为全钒液流电池 (VRB) 的关键材料之一,起到传导离子、分隔正负极电解液中活性物质(钒离子)的双重作用。Nafion全氟磺酸质子交换膜以其离子导电能力强、化学稳定性好等优点,成为 VRB 应用最多的离子交换膜,但它也具有价格昂贵、阻止钒离子渗透性能差等不足。为满足 VRB 低成本、高性能的要求,开发价格低廉、性能优异的离子交换膜成为VRB 研究的重点。本论文针对Nafion 全氟磺酸离子交换膜在 VRB 中存在的问题,分别在改善离子交换膜钒离子渗透性和降低离子交换膜成本两方面,做了初步的研究工作: 针对 Nafion 离子交换膜钒离子渗透率高的不足,对Naifon 离子交换膜进行表面改性,在膜表面涂覆一层含固定正电荷的聚合层,通过Donnan排斥效应来达到降低膜的钒离子渗透性的目的,以改善 VRB 的操作性能; 针对Nafion 离子交换膜成本高的不足,制备了低成本的磺化聚醚醚酮(SPEEK)离子交换膜,将其应用到 VRB 中,考察了其电池性能、化学稳定性。 针对SPEEK离子交换膜在VRB中化学稳定性差的问题,制备了Nafion/SPEEK 复合离子交换膜,达到化学稳定好和成本低廉的目的,将其应用到 VRB 中,在保证离子交换膜化学稳定性的基础上,电池的性能与采用 Nafion 离子交换膜的电池性能相当; 针对Nafion 离子交换膜成本高的不足,制备了QAPSF 阴离子交换膜,将其应用到 VRB 中,电池的能量效率保持在80%以上,化学稳定性测试结果表明:QAPSF 阴离子交换膜在 VRB 工作环境中具有较好的化学稳定性。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/115027
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
罗庆涛. 全钒液流储能电池用离子交换膜的研究[D]. 中国科学院研究生院,2009.
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