Porous polybenzimidazole membranes with high ion selectivity for the vanadium redox flow battery

流动电池 氧化还原 化学工程 渗透 多孔性 材料科学 法拉第效率 化学 电极 复合材料 电化学 冶金 电解质 物理化学 生物化学 工程类
作者
Xuefu Che,Huan Zhao,Xiaorui Ren,Denghua Zhang,Hao Wei,Jianguo Liu,Xia Zhang,Jingshuai Yang
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:611: 118359-118359 被引量:85
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2020.118359
摘要

Development of high ion-selective polymer membranes is of great importance for vanadium redox flow batteries (VRFBs). In this work, porous polybenzimidazole (PBI) membranes are successfully prepared for improved efficiencies and stability in VRFB applications. The porous structure is constructed via a hard templating method using monodispersed SiO2 solid spheres and 3 M NaOH as template and etching solution, respectively. The influence of the adding content of SiO2 on the microstructure of the membrane is illustrated. The properties of porous membranes, including acid doping, swellings, area resistance, mechanical properties, vanadium ion permeation, and single cell and cycling performance, are investigated systematically. Results show that asymmetric porous PBI membranes exhibit increased sulfuric acid (SA) uptake (>35 wt%), remarkably low area resistance (<0.58 Ω cm2), ultralow vanadium ion permeability (<10-9 cm2 min-1) and superior mechanical strength (>20 MPa) simultaneously. At high current densities (80–200 mA cm-2), the cell with the porous PBI-40%SiO2 membrane possesses superior coulombic efficiencies (CE: 99.5–100%) and energy efficiencies (EE: 87.9–71.5%), together with excellent cycling stability at 120 mA cm-2 in the vanadium flow battery. Accordingly, this work not only provides a kind of advanced membranes for the VRFB, but also offers a facile and effective method to design, optimize and fabricate membranes incorporating the features according to needs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Akim应助逝者如斯只是看着采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
娜娜发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
李健应助阳yang采纳,获得10
2秒前
2秒前
识字岭的岭应助精明凡雁采纳,获得10
3秒前
3秒前
CHER发布了新的文献求助10
5秒前
暴躁的X发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
zeal发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
大气归尘完成签到,获得积分20
6秒前
FashionBoy应助学时习采纳,获得10
6秒前
毛果芸香碱完成签到 ,获得积分10
7秒前
羊羊羊完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
小二郎应助Gloven采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
小木林发布了新的文献求助20
12秒前
风趣健柏发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
岱山完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
随机发布了新的文献求助10
13秒前
JamesPei应助Debiao采纳,获得10
13秒前
充电宝应助卡脖子天堂采纳,获得10
14秒前
识字岭的岭应助柚子采纳,获得10
14秒前
14秒前
erin发布了新的文献求助10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
完美悟空发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6049149
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7836358
关于积分的说明 16262193
捐赠科研通 5194412
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2779518
邀请新用户注册赠送积分活动 1762742
关于科研通互助平台的介绍 1644787