全钒液流电池用季铵化含金刚烷结构聚芳醚酮阴离子交换膜的研究

发布时间：2024-02-25 00:39

　　全钒液流电池(All Vanadium Redox Flow Battery),简称VRB,是一种与风光电厂配套使用的新型高效的大型电化学储能设备,具有启动响应速度快、使用寿命长、能量密度高、系统组装灵活、维修操作简单、安全环保等优势。电池隔膜是该电池的关键组件。金刚烷是一种笼状烷烃,其结构与金刚石的晶格单元类似,具有高熔点(269℃)、高热稳定性、强疏水性,在聚合物主链中引入金刚烷结构有望提高材料的疏水性、热稳定性和玻璃化转变温度,有效抑制膜的溶胀,减少钒离子渗透,从而提高膜稳定性和电池性能。本论文以课题组自主合成的新型膜材料——含金刚烷结构聚芳醚酮聚合物为基材,通过氯甲基化/季铵化法对其改性,制备出适用于高电流密度下的全钒液流电池的新型含金刚烷结构聚芳醚阴离子交换膜,并对其进行了膜性能和电池性能研究。对含2-金刚烷结构聚芳醚酮(2-ADMPEK)和侧苯基型含1,3-金刚烷结构聚芳醚酮(1,3-ADMPEK)分别进行氯甲基化改性,用红外光谱、核磁氢谱对得到的氯甲基化聚合物进行结构表征。通过调控氯甲基化试剂的用量,获得不同取代度的氯甲基化聚合物,经过制备基膜,然后将其浸泡在三甲胺中胺化...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1全钒液流电池结构示意图

沈阳化工大学硕士学位论文第一章文献综述2蚀设备，通常在电解液中加入络合剂。非金属离子液流电池，包括有机-无机液流电池和全有机液流电池的研发正处于萌芽阶段。正负极的活性物质都是大分子有机材料不易通过离子交换膜发生交叉污染，一定程度上降低了对离子交换膜选择性的要求，研究时间尚短，电池....

图1.2全钒液流电池组中电堆部分示意图

沈阳化工大学硕士学位论文第一章文献综述3Fig.1.1Schematicdiagramofallvanadiumredoxflowbatterystructure钒电池充电过程中，负极的三价钒离子在电极表面得到电子被还原生成二价钒离子，正极的四价钒离子失去电子被氧化生成五价钒离子....

图2.3膜渗透性测试装置

沈阳化工大学硕士学位论文第二章含2-金刚烷结构聚芳醚酮阴离子交换膜的研究19图2.3膜渗透性测试装置Fig.2.3Membranepermeabilitytestdevice压对测试结果的影响。以一定量的时间间隔，周期性的使用紫外分光光度计测试硫酸镁溶液中钒离子吸光度曲线，测试波....

图2.4氯甲基化后聚合物的核磁氢谱

沈阳化工大学硕士学位论文第二章含2-金刚烷结构聚芳醚酮阴离子交换膜的研究21C2-ADMPEK的氯甲基化程度（DS）同样由核磁共振氢谱得到，公式为：542ADSA（2.6）A5代表的是4.64ppm处的H-5的强度值，A4代表的是7.79ppm处H-4的强度值。图2.4氯甲基化后....

本文编号：3909801