侧链多阳离子型氟化聚芴醚阴离子交换膜及其全钒液流电池性能

• 作者: 陈煜 李艳琰 汪炳叔 林梅金 谢在来 陈栋阳
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 工学
• 关键词: 全钒液流电池 离子传导率 阴离子交换膜 离子交换容量 阳离子型 能量密度 原子数 二甲胺基
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 页码范围: 349-361
• 页数: 13页
• 分类号: TM9

摘要

阳离子基团的分布对阴离子交换膜的微观相态和阴离子传导率有显著的影响.为开发全钒液流电池用高性能阴离子交换膜,本文通过向含有二甲胺基团的氟化聚芴醚前驱体接枝含阳离子烷基链的方式,合成了具有相似离子交换容量的一系列侧链多阳离子型氟化聚芴醚.实验结果表明,多阳离子侧链的引入能促进微观相分离的形成并提升阴离子传导率.同时,侧链季铵盐离子间的链段原子数可以通过膜的吸水率影响阴离子传导率.具有6个C原子间隔链段的侧链双阳离子DQA-PFE-C6表现出最高的阴离子传导率与选择性.以DQA-PFE-C6为隔膜组装的全钒液流电池在250 mA cm^-2下测得最大能量密度239.80 mW cm^-2,远优于以Nafion^TM 212为隔膜的全钒液流电池.可见,合理的侧链结构设计是提高全钒液流电池用阴离子交换膜性能的有效化学方法.