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学科主题: 化学工程
题名: 高性能、低成本含氟类聚合物隔膜在全钒液流储能电池中的应用研究
作者: 魏文平
答辩日期: 2012-11-10
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: 硕士
摘要: 隔膜是全钒液流储能电池(VFB)中的关键材料之一,对VFB效率、稳定性以及成本有直接影响。目前常用商业化的全氟磺酸膜存在离子选择性差以及成本昂贵等问题,因此开发高性能、低成本及高耐久性VFB用隔膜成为目前研究的重点。本篇论文主要从目前全钒液流电池用非氟离子交换膜和部分氟化类离子交换膜存在的问题开展以下两方面研究工作: 为解决高磺化度非氟烃类磺化聚醚醚酮(SPEEK)隔膜材料吸水易溶胀等问题,本论文采用PTFE多孔膜对其加强,以提高其离子选择性及稳定性。实验结果表明SPEEK/PTFE 复合膜具有低溶胀率以及吸水率,断裂伸长率提高,其组装的VFB的库仑效率(CE)值和能量效率(EE)值比相应的SPEEK均质膜高,并具有更好的稳定性。 针对部分含氟类离子聚合物存在稳定性差以及制备流程复杂等问题,本论文采用不含任何离子传输基团的疏水性PVDF超滤膜作为VFB用隔膜。实验结果表明该类膜可分离比其自身孔径小很多的钒离子和质子,并且可通过控制制膜的参数(溶液浓度、制膜厚度)来调节离子选择性。优化后的PVDF超滤膜组装的VFB的库仑效率可达95.0%,能量效率值可达78.6%,与Nafion117性能相近。利用PVDF超滤膜组装的单电池连续运行超过1000循环以上,性能无明显衰减,表现出极好的稳定性。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116760
Appears in Collections:中国科学院大连化学物理研究所_学位论文

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魏文平. 高性能、低成本含氟类聚合物隔膜在全钒液流储能电池中的应用研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012.
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