大連化物所液流電池非氟多孔離子傳導(dǎo)膜研究取得系列進展
近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲能技術(shù)研究部（DNL17）張華民、李先鋒研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊在液流電池非氟多孔離子傳導(dǎo)膜研究方面取得系列進展。
該團隊通過研究證實：構(gòu)建交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有效地提高膜的選擇性和穩(wěn)定性（Advanced Functional Materials, 2015, 25(17): 2583-2589）。同時，將交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)引入到非氟多孔離子傳導(dǎo)膜孔結(jié)構(gòu)中，大幅度提高了非氟多孔離子傳導(dǎo)膜在液流電池運行環(huán)境下的選擇性和穩(wěn)定性，所開發(fā)的膜材料在液流電池環(huán)境下連續(xù)運行超過6000循環(huán)，性能保持穩(wěn)定。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Advanced Functional Materials上(Advanced Functional Materials,2016, 26(2), 210-218）。
為了解決非氟多孔離子傳導(dǎo)膜選擇性與導(dǎo)電性的矛盾，進一步提高非氟多孔離子傳導(dǎo)膜的性能，該團隊通過組分和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，成功地開發(fā)出高選擇性、高導(dǎo)電性、低成本的非氟多孔離子傳導(dǎo)膜；所開發(fā)膜材料所組裝的單電池在80mA/cm2充放電條件下，能量效率超過90%，并經(jīng)過10,000余次充放電循環(huán)考察，電池性能無明顯衰減，表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。該研究結(jié)果被選為封面發(fā)表在Energy & Environmental Science 2016, 9, 441-447，并得到審稿人高度評價。審稿人認為，這是來自液流電池權(quán)威研究組具有開拓性的工作，該工作對全釩液流電池的發(fā)展具有長遠的意義。（This is a ground breaking membrane work in the field of VRB from a well-respected group. Their effort and novelty are to be commended, which will have immediate and long-lasting impact for the vanadium redox flow battery technology）。
以上研究成果是該團隊原創(chuàng)性提出“不含離子交換基團”離子篩分傳導(dǎo)的基礎(chǔ)上取得的新進展。（Energy &Environmental Science2013, 6, 776; Energy &Environmental Science2012,5, 6299; Energy &Environmental Science2011,4, 1147; Energy &Environmental Science2011 4,1676; ChemsusChem 6 (2013) 328; J. Mater. Chem. A, 2014,2,9524;Chem. Commun2014, 50, 4596…）。
以上研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、中科院卓越青年科學(xué)家、教育部能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等相關(guān)項目資助。
