Constructing Integrated Dual‐Skin‐Layer Porous Membranes via a Bottom‐Up Phase Inversion Relay Strategy for Flow Batteries

材料科学 膜 钒 相位反转 流动电池 继电器 多孔性 离子 图层(电子) 化学工程 分子动力学 光电子学 流量(数学) 化学物理 乙二醇 相(物质) 聚乙二醇 工作(物理) 纳米技术 反演(地质) 多重性(数学) 电压 复合材料 膜结构 膜污染 磁导率 相变 电子工程 体积流量
作者
Haofu Yuan,Lin Qiao,Shumin Liu,Runhui Li,Yulin Sun,J. Q. Zhang,Xiangkun Ma
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:16 (12)
标识
DOI:10.1002/aenm.202506085
摘要

ABSTRACT A bottom‐up relay strategy is first proposed to fabricate integrated dual‐skin‐layer porous membranes (macropore layer between bilateral skin layers) by ingeniously introducing a non‐solvent carrier. Benefiting from the phase inversion relay process, bilateral skin layers can be tailored freely, where ethylene glycol in the non‐solvent carrier effectively regulates the structure of the bottom skin layer by adjusting the ratio of free water to bound water. Thus, a dual‐skin‐layer membrane is designed and applied in a vanadium flow battery (VFB), that features symmetric skin layers (∼600 nm) with sub‐nanometer (∼4.5 Å) pores. The symmetric structure reduces the pressure required for proton migration via the Vehicle mechanism, and the sub‐nanometer pores effectively separate vanadium ions from protons by size exclusion, breaking the trade‐off in traditional membranes. Moreover, the bilateral skin layers protect the macropore layer against the vanadium fouling and mechanical damage. Furthermore, the formation mechanism and ion transport dynamics of the dual‐skin‐layer membrane are analyzed by molecular dynamics and multi‐physical field simulation. As a result, the optimized membrane enables stable VFB operation for over 6000 cycles at 200 mA cm − 2 with energy efficiency of ∼83.6%. This work provides an effective approach to prepare integrated symmetric membranes with bilateral skin layers.
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
小鹿完成签到 ,获得积分10
1秒前
滴滴叭叭完成签到,获得积分10
1秒前
QQ完成签到 ,获得积分10
1秒前
豆儿酱完成签到,获得积分10
1秒前
雷梦芝完成签到,获得积分10
1秒前
Jasper的应助被魔修采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
宸昶完成签到,获得积分10
2秒前
桃子完成签到 ,获得积分10
2秒前
木子完成签到,获得积分10
3秒前
磨含欠发布了新的文献求助10
3秒前
快乐小夏发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.2的应助被范范111采纳,获得10
3秒前
4秒前
潇洒的无声完成签到 ,获得积分10
4秒前
黑森林发布了新的文献求助10
5秒前
CC关闭了CC的文献求助
6秒前
333完成签到,获得积分10
6秒前
DOC_XIONG的应助被txj采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
Baylin发布了新的文献求助10
8秒前
淡定沧海发布了新的文献求助10
8秒前
现代元枫发布了新的文献求助10
8秒前
要减肥的铃铛完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
cc完成签到,获得积分10
9秒前
orixero的应助被李十七采纳,获得10
9秒前
lmei完成签到 ,获得积分10
10秒前
sycsyc完成签到,获得积分0
10秒前
10秒前
香蕉老四发布了新的文献求助10
10秒前
Della完成签到 ,获得积分10
11秒前
科研通AI6.4的应助被快乐小夏采纳,获得10
11秒前
Molecular完成签到,获得积分10
11秒前
嗡嗡么么哒完成签到,获得积分10
12秒前
秋风的应助被娇气的冬菱采纳,获得10
12秒前
撒哇得卡完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Deformation and Fracture of the Lumbar Vertebral End Plate 500
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7803268
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9337416
关于积分的说明 20485775
捐赠科研通 7395186
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3327060
关于科研通互助平台的介绍 2474165
邀请新用户注册赠送积分活动 2345292