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一种改性全氟磺酸质子交换膜及其制备方法和在全钒液流电池中的应用技术

技术编号:45541421 阅读:27 留言:0更新日期:2025-06-13 17:44
本发明专利技术涉及质子交换膜技术领域,提供了一种改性全氟磺酸质子交换膜及其制备方法和在全钒液流电池中的应用。本发明专利技术提供的改性全氟磺酸质子交换膜包括膜基体和分散在所述膜基体中的添加剂,其中膜基体为全氟磺酸树脂,添加剂为聚乙基恶唑啉。本发明专利技术采用聚乙基恶唑啉对全氟磺酸树脂进行改性,所得改性膜透明性好,阻钒性能大幅提高,且质子选择性高,将其应用于全钒液流电池中,能够降低正负电极两侧电解液不同价态钒离子的交叉污染,提高液流电池的库伦效率和储存容量保持性能,具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及质子交换膜,尤其涉及一种改性全氟磺酸质子交换膜及其制备方法和在全钒液流电池中的应用


技术介绍

1、可再生能源(如风能、太阳能等)是一种清洁、可循环使用的绿色新能源,利用可再生能源供电能够解决传统发电方式对于化石燃料的依赖问题。由于风能、太阳能等天然能源具有间歇性、波动性的特点,难以直接并入电网,要求电力系统具备相应的应变和响应能力。长时储能技术能够有效解决电力系统的电力电量平衡问题,是可再生能源供电的必要技术支撑。全钒液流电池(vrfb)是一种利用钒离子变价来实现电能存储与释放的长时储能技术,兼具安全性高、容量大、寿命长等优势,备受产业界关注。

2、质子交换膜是全钒液流电池的核心部件。在全钒液流电池中,含有活性钒离子氧化还原电对的电解液通过质子交换膜分开的阴阳极室循环,因此质子交换膜的性能优劣直接影响着液流电池的能量效率和使用寿命。目前,全钒液流电池领域应用最广泛的商用质子交换膜是美国科慕公司生产的nafion膜。但是,nafion膜的质子传导通道尺寸(3~5nm)远大于水合多价钒离子的尺寸(~0.6nm),导致钒离子的渗透性高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种改性全氟磺酸质子交换膜,其特征在于,包括膜基体和分散在所述膜基体中的添加剂;所述膜基体为全氟磺酸树脂,所述添加剂为聚乙基恶唑啉;所述改性全氟磺酸质子交换膜中添加剂的质量分数为1%~30%。

2.根据权利要求1所述的改性全氟磺酸质子交换膜,其特征在于,所述聚乙基恶唑啉的重均分子量为3500~13000000Da。

3.根据权利要求1所述的改性全氟磺酸质子交换膜,其特征在于,所述全氟磺酸树脂为全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物。

4.根据权利要求1所述的改性全氟磺酸质子交换膜,其特征在于,所述改性全氟磺酸质子交换膜的厚度为40~100μm。

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【技术特征摘要】

1.一种改性全氟磺酸质子交换膜,其特征在于,包括膜基体和分散在所述膜基体中的添加剂;所述膜基体为全氟磺酸树脂,所述添加剂为聚乙基恶唑啉;所述改性全氟磺酸质子交换膜中添加剂的质量分数为1%~30%。

2.根据权利要求1所述的改性全氟磺酸质子交换膜,其特征在于,所述聚乙基恶唑啉的重均分子量为3500~13000000da。

3.根据权利要求1所述的改性全氟磺酸质子交换膜,其特征在于,所述全氟磺酸树脂为全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物。

4.根据权利要求1所述的改性全氟磺酸质子交换膜,其特征在于,所述改性全氟磺酸质子交换膜的厚度为40~100μm。

5.权利要求1~4任意一项所述改性全氟磺酸质子交换膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员:李昊龙赫海博何思琪胡伊宁刘靓李晓宇刘宇欣
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:

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