膜科学与技术

单位：沈阳化工大学 化学工程学院， 沈阳 110142

关键词：钒液流电池； 离子交换膜； 金刚烷； 全氟联苯； 吡啶

基金：国家自然科学基金项目(21706164); 辽宁省自然科学基金面上项目(2023-MS-236); 辽宁省教育厅重点攻关项目(LJKZZ20220056)

钒液流电池(VRFB)具有高本征安全性、容量和功率解耦，在大规模储能领域中显示出很好的应用前景。膜作为VRFB的关键部件对电池性能具有重要影响，现有用于VRFB的膜或价格昂贵或离子传导性有待提升，因此开发新型低成本高性能的膜材料具有重要意义。本研究合成了部分氟化含金刚烷结构聚芳醚，进一步接枝功能化引入吡啶基团，经过溶胀诱导微相分离，获得了吡啶型部分氟化含金刚烷结构聚芳醚膜(PyAPEF)。PyAPEF膜呈现低面电阻(0.13Ω·cm2,与Nafion 212 膜相当)、低溶胀率和高机械强度（>46.42 MPa），优于Nafion 212膜（机械强度17.0 MPa）。在200 mA/cm2下，PyAPEF-140膜在VRFB测试中表现出优秀的能量效率（EE=84.59%），高于Nafion 212膜的EE(80.37%)。此外，PyAPEF-100膜在1 000次循环测试中表现出稳定的电池性能，显示出良好的膜稳定性。本研究制备的PyAPEF膜在VRFB中具有优异的电池效率，在钒液流电池中具有良好应用前景。

来源：2025年第6期

《膜科学与技术》期刊编辑部

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