The invention discloses a molecular sieve composite porous membrane liquid flow cell preparation and application of liquid flow in the cell by one or more than two kinds of as prepared porous membrane organic macromolecule resin as matrix, the surface of composite inorganic molecular sieve composite porous matrix in this form film. The preparation method of the composite membrane is simple, the process is environmentally friendly, and the inorganic molecular sieve has the advantages of controllable pore size and adjustable ion selectivity. Compared with the original porous diaphragm membrane, molecular sieve composite porous membrane has good ionic conductivity and ion barrier ability, ion selectivity is greatly improved, moreover the composite membrane can effectively inhibit the migration of electrolyte solution to solve the problem of capacity fading.
【技术实现步骤摘要】
一种液流电池用分子筛复合多孔膜及其制备和应用
本专利技术涉及一种液流电池用复合膜材料,特别涉及无机分子筛复合多孔膜及其在液流电池中的应用。
技术介绍
液流电池是一种电化学储能新技术,与其它储能技术相比,具有能量转换效率高、系统设计灵活、蓄电容量大、选址自由、可深度放电、安全环保、维护费用低等优点,可以广泛应用于风能、太阳能等可再生能源发电储能、应急电源系统、备用电站和电力系统削峰填谷等方面。全钒液流电池由于安全性高、稳定性好、寿命长(寿命>15年)、成本低等优点,被认为是具有很高发展潜力的一种液流电池。电池隔膜是液流电池中的重要组成部分,它起着阻隔正、负极电解液,提供质子传输通道的作用。膜的质子传导性、化学稳定性和离子选择性等将直接影响电池的电化学性能和使用寿命;因此要求膜具有较低的活性物质渗透率(即有较高的选择性)和较低的面电阻(即有较高的离子传导率),同时还应具有较好的化学稳定性和较低的成本。现在国内外使用的膜材料主要是美国杜邦公司开发的Nafion膜,Nafion膜在电化学性能和使用寿命等方面具有优异的性能,但由于价格昂贵,特别是应用于全钒液流电池中存在离子选择性差等缺点,从而限制了该膜的工业化应用。因此,开发具有高选择性、高稳定性和低成本的电池隔膜至关重要。目前开发和使用的全钒液流电池隔膜,均为离子交换膜,即膜材料由含有离子交换基团的聚合物组成,主要分为全氟离子交换膜、半氟离子交换膜和非氟离子交换膜,由于含氟膜价格昂贵,离子选择性差等问题,研究人员针对非氟离子交换膜材料开展了大量研究和开发工作,常见的非氟聚合物为磺化聚芳醚酮、聚芳醚砜,聚酰亚 ...
【技术保护点】
一种液流电池用分子筛复合多孔膜,其特征在于:以由有机高分子树脂中的一种或二种以上为原料制备而成的多孔膜为基体,在此基体的二侧表面复合无机分子筛层形成的复合多孔膜;其中无机分子筛为ZSM‑35、ZSM‑5或β沸石中的一种或二种以上;多孔膜基体的孔径尺寸为0.01~100nm,孔隙率为20~70%;多孔膜基体厚度为10~200μm,无机分子筛层厚度0.01~20μm。
【技术特征摘要】
1.一种液流电池用分子筛复合多孔膜,其特征在于:以由有机高分子树脂中的一种或二种以上为原料制备而成的多孔膜为基体,在此基体的二侧表面复合无机分子筛层形成的复合多孔膜;其中无机分子筛为ZSM-35、ZSM-5或β沸石中的一种或二种以上;多孔膜基体的孔径尺寸为0.01~100nm,孔隙率为20~70%;多孔膜基体厚度为10~200μm,无机分子筛层厚度0.01~20μm。2.根据权利要求1所述的复合多孔膜,其特征在于:所述用于制备多孔膜基体的有机高分子树脂为聚砜类、聚酮类、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯并咪唑或聚乙烯吡啶中的一种或二种以上。3.一种权利要求1或2所述复合多孔膜的制备方法,其特征在于:所述复合多孔膜可按如下过程制备而成,(1)将有机高分子树脂溶解在有机溶剂中,在温度为20~100℃下充分搅拌0.5~10h制成共混溶液;其中有机高分子树脂浓度为5~70wt.%之间;上述溶剂中不加入或加入易挥发性溶剂,形成混合溶剂,易挥发性溶剂在混合溶剂中的浓度为0~50wt.%;(2)将步骤(1)制备的共混溶液倾倒在无纺布基底或直接倾倒在玻璃板上,挥发溶剂0~60秒,然后将其整体浸渍入树脂的不良溶剂中5~600s,在-20~100℃温度下制备成多孔膜;膜的厚度在20~500μm之间;(3)将准...
【专利技术属性】
技术研发人员:段寅琦,张华民,李先锋,袁治章,史丁秦,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。