近日，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部（DNL17）張華民、李先鋒研究員領導的研究團隊在液流電池非氟多孔離子傳導膜研究方面取得新進展，研究成果以通訊形式在線發(fā)表于《德國應用化學》上（Angew. Chem. Int. Ed. 55, 2016, 3058-3062）。
該研究團隊突破了傳統(tǒng)的“離子交換傳遞”機理的束縛，原創(chuàng)性地提出了不含離子交換基團的“離子篩分傳導”概念（Energy Environ. Sci. 2011, 4,1676），將多孔離子傳導隔膜引入到液流電池。并在此基礎上圍繞高性能多孔離子傳導膜結構設計，開展了大量研究工作，取得了系列進展。（Energy & Environmental Science, 2016, 9, 441-447，Energy & Environmental Science 2013, 6, 776; Energy & Environmental Science 2012,5, 6299; Energy & Environmental Science 2011,4, 1147; Adv. Funct. Mater., 2015, 25, 2583; Adv. Funct. Mater. 2016，26，210-218）。
大連化物所液流電池非氟多孔離子傳導膜研究取得新進展
在液流電池用多孔離子傳導膜研究中，最大的難題在于其離子傳輸機理的研究。傳統(tǒng)相轉化所制備的多孔膜材料為一般為非對稱結構，孔曲度高、貫通性較差，很難直接驗證“離子篩分傳導”機理。因此，如何精確地制備出孔徑介于質子半徑（<0.24nm）和釩離子半徑（>0.6nm）之間，并具有貫通結構離子傳導膜非常關鍵。ZSM-35是一種具有FER骨架結構的分子篩，它擁有垂直交叉的二維孔道結構，孔徑（0.35nm至0.54nm）介于質子半徑和釩離子半徑之間。為此，該研究團隊成功將其引入到多孔膜結構中，實現了對釩離子和質子的精確篩分。采用所制備的膜所組裝的單電池在200mA/cm2充放電條件下，能量效率超過81%。該工作對于高性能多孔離子傳導膜的開發(fā)具有重要的指導意義。
該研究工作得到了國家自然科學基金委、中科院卓越青年科學家、教育部能源材料化學協同創(chuàng)新中心等相關項目資助。
