中国科学院张楠楠
WO3纳米杂化材料的结构和形貌
信用:SIAT 钒氧化还原液流电池是一种很有前途的可持续储能系统
在VRFB电池中，使用离子交换膜(IEM)来防止阴极/阳极短路的形成，并避免电解质交叉和副反应，同时允许质子传导以保持电池电中性
迄今为止，全氟磺酸(PFSA)膜是应用最广泛的IEM VRFBs
然而，PFSA膜的严重钒离子渗透将缩短电池的寿命并导致不令人满意的电池性能
由教授领导的研究小组
李惠云教授
于和博士
中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)的叶开发了一种基于二维纳米杂化材料的杂化膜，该膜可以改善VRFBs的性能
这项研究发表在11月11日的《高级功能材料》杂志上
九
在新开发的膜中，氧化石墨烯(GO)纳米片嵌入到PFSA基质中，作为减少钒离子渗透的“屏障”
三氧化钨(WO3)纳米粒子原位生长在氧化钨纳米片表面，克服静电效应，增强氧化钨纳米片的亲水性和分散性
“GO纳米片表面的这些亲水性三氧化钨纳米粒子充当质子活性位点，促进质子运输，”Dr
叶，该研究的第一作者
多孔聚四氟乙烯(PTFE)薄层夹在膜的中间，作为增强膜稳定性的增强层
在WO3薄膜和聚四氟乙烯层的协同作用下，杂化膜表现出很高的离子选择性
与商业Nafion膜相比，采用优化混合膜的VRFB单电池具有更高的库仑效率和能量效率
在他们之前发表在《化学工程杂志》上的研究中，该研究团队开发了一种基于一维功能化碳化硅纳米线的三明治结构复合膜
研究人员在全氟磺酸(PFSA)基质中引入了功能化碳化硅纳米线，并夹入了一层超薄多孔聚四氟乙烯层
这种杂化膜不仅保持了良好的质子传导性，而且有效地减少了钒离子的渗透，从而提高了VRFB电池的性能
这些研究为设计基于一维和二维改性材料的高性能燃料电池用离子交换膜提供了一种制备策略，可推广到水处理和燃料电池等其他领域
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