基于磷钨酸功能化纳米纤维的超高质子/钒选择性的聚苯并咪唑膜在全钒液流电池中的应用

作者：杨晓兵; 赵磊; 隋旭磊; 孟令辉; 王振波

来源：ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA, 2019, (12): 1372-1381.

• 全钒液流电池
• 聚苯并咪唑
• 磷钨酸
• 质子交换膜
• 高质子/钒选择性 Vanadium redox flow battery
• Polybenzimidazole
• Phosphotungstic acid
• Proton exchange membrane
• High proton/vanadium selectivity

质子交换膜是全钒液流电池的关键组件,其质子/钒选择性对于单电池的性能发挥至关重要。商用的全氟磺酸(Nafion)膜具有优异的质子传导率和化学耐受性,但是过于严重的钒离子渗透率阻碍了其工业化应用。本文中,以稠密的碳氢聚合物聚苯并咪唑(PBI)为基体材料,通过磷钨酸(PWA)的掺杂赋予其适当的质子传导能力,而其本征的高阻钒性则有助于高质子/选择性的获得。考虑到PWA水溶性较强易于从水中流失的缺陷,选用了有机的聚合物纳米凯夫拉纤维(NKFs)作为PWA的锚定剂,实现了良好的锚定效果,同时也解决了无机锚定剂与聚合物基体相容性差的问题。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征了PWA...

• 单位
  化学学院; 哈尔滨工业大学