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全钒液流电池的隔膜研究与应用

青格勒图  郭伟男  刘平  王保国  
【摘要】:研究全钒液流电池的质子传导膜制备过程,提出高分子亲水/疏水相互作用诱导溶液相分离的成膜原理,进行制膜工艺放大,满足全钒液流电池的电堆制造与储能工程应用需要.突破现有"离子交换"传质机理的限制,利用电解液中不同价态钒离子与氢离子相比,存在体积和荷电量的差异,通过离子"筛分"和"静电排斥"效应进行离子选择性渗透.制成孔径分布在4~7 nm的聚偏氟乙烯质子传导膜,电导率为3.5×10-2S·cm-1,爆破强度高于0.3 MPa,面积800 mm×900 mm.利用扩散实验测定膜对H+/VO2+离子选择性,选择性系数达到306.利用该质子传导膜组装的15 k W电堆,充电/放电循环性能稳定,电流密度达到100 m A·cm-2,在700多个循环过程电流效率为93%,能量效率超过72%,具备产业化应用前景.

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