全钒液流电池用SPEEK/沸石复合质子交换膜的制备与性能研究

发布时间：2020-12-18 05:15

　　全钒液流电池作为潜在的可再生能源的存储系统引起了广泛的关注。质子交换膜作为全钒液流电池中的重要材料,由于目前应用的Nafion膜成本高,在高温下导电性差,尤其是离子选择性低,开发能够替代其的质子交换膜成为现今的研究热点。磺化聚醚醚酮膜在成本及阻钒性能方面都优于全氟磺酸膜。但是其质子导电性、机械强度以及吸水性等需要进一步研究。而沸石这种多孔材料因其高的比表面积,强的吸水能力和良好的离子交换容量等优点成为了最具潜力的无机添加粒子。本文设计了三类沸石,分别为LTA沸石、NH4-A沸石和H-A沸石。采用水热合成法制备了300⁴00 nm的LTA沸石,属于Na A类沸石。采用NH4Cl溶液将Na A沸石转化为NH4-A沸石,尝试水蒸气氛围下将NH4-A沸石转化为H-A沸石。尝试通过球磨获取不同晶粒尺寸的三类沸石。研究了磺化时间对SPEEK性能的影响。通过后磺化法制备了不同磺化时间（30 min⁹0 min）的SPEEK,通过吸水率、离子交换容量、质子传导率、钒离子渗透率性能测试,得到磺化时间70 min的SPEEK综合性能较好,可作为制备复合膜的材料。... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同储能技术的储能容量和应用领域[9]

池（All-Vanadium Redox Flow Battery，VR模大的储能装置，可在风力发电和光伏发电，把不稳定能源转化成稳定可用的电能扩容方便。通过膜堆数量可以控制电池的体电堆的功率和增加电堆数量提高输出功率电解液的量，因此可以通过增加电解液的体命长，最长的循环寿命超过 16000 次。可 钒离子的，没有其他离子的参与，因此可以运行，因此操作安全。是目前最具有开发前内外学者的关注。电池的工作原理是把电能转化为化学能并在有需求时可控的型的钒液流电池包括可以储存电活性电解质和液流循环系统。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文解液，阻碍钒离子的渗透，降低自放电能量损失的作连接电池内路[17]。液流电池所需质子传导膜应具有如高，膜的电压效率高；钒离子渗透率低，交叉污染小量小，较高的循环寿命；成本及价格合理。然而，就来看，还没有一种质子交换膜能完全满足上述要求。为两类全氟膜和非全氟膜。n 膜是一种全氟磺酸质子交换膜，目前应用最多[19-21]。示。Nafion 膜由疏水和亲水两项结构组成。疏水相的化学稳定性、氧化稳定性和机械稳定性都比较高；亲含有亲水基团磺酸基团，使膜的导电性较好，同时提也为膜的改性提供了依据。

【参考文献】：
期刊论文
[1]全钒液流电池技术与产业发展状况[J]. 王晓丽,张宇,李颖,张华民.  储能科学与技术. 2015(05)
[2]电化学储能技术的研究进展[J]. 贾蕗路,刘平,张文华.  电源技术. 2014(10)
[3]全钒液流电池用磺化聚醚醚酮隔膜的制备及性能研究[J]. 丁跃,王丽华,韩旭彤.  高分子学报. 2013(12)
[4]化学电源储能技术研究进展与发展趋势分析[J]. 刘肃力,孙洋洲,张敏吉,郭雪飞,王荣.  电源技术. 2013(08)
[5]电力系统储能及全钒液流电池的应用进展[J]. 张宇,张华民.  新能源进展. 2013(01)
[6]全钒液流电池技术最新研究进展[J]. 张华民,王晓丽.  储能科学与技术. 2013(03)
[7]全钒液流电池隔膜的制备与性能[J]. 汪南方,刘素琴.  化学进展. 2013(01)
[8]大规模液流电池储能技术的现状及展望[J]. 张华民.  功能材料信息. 2012(04)
[9]全钒液流电池关键材料研究进展[J]. 陈金庆,汪钱,王保国.  现代化工. 2006(09)
[10]储能钒液流电池研发热点及前景[J]. 刘素琴,黄可龙,刘又年,李林德,陈立泉.  电池. 2005(05)



本文编号：2923423