Building water molecule chains in polybenzimidazole membrane toward superior vanadium redox flow battery

流动电池 氧化还原 分子 化学 氢键 脱质子化 化学工程 电导率 溶剂 质子输运 无机化学 材料科学 离子 电极 有机化学 工程类 物理化学 生物化学 电解质
作者
Yuke Su,Suqin Liu,Bing Shao,Zhu Weiwei,Zhen He,Jue Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:485: 149838-149838 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.149838
摘要

Optimizing the proton conductivity of polybenzimidazole (PBI) membrane is of great significance to realize vanadium redox flow battery (VRFB) with the superior performance and low cost for commercialization. However, the fundamental reason of the poor proton conductivity of PBI, which severely hinders its application in VRFB, is not addressed yet. To tackle this issue, hydrogen bonds between PBI chains are scissored through a deprotonation strategy by using KOH/ethanol as the casting solvent in this study, weakening the interaction between PBI chains and enlarging the free volume to build water molecule chains inside. The water molecule chains effectively promote the proton transfer under Grotthuss mechanism, increasing the proton conductivity by over 1400 %. The energy efficiency of the VRFB assembled with the engineered membrane is improved from 71.5 % to 83.3 % under 80 mA cm−2, in addition to preserving the membrane's ability to inhibit the permeability of vanadium ions as well as maintaining the structural stability. This study innovates a facile strategy for membrane optimization, and the profound analysis of structure–property relationship of PBI membrane is highly critical for guiding the development of membrane.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
刚刚
BaBa发布了新的文献求助10
3秒前
Ava应助哔哩哔哩往上爬采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
11111发布了新的文献求助10
7秒前
23完成签到,获得积分20
7秒前
秀丽笑容发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
10秒前
11秒前
大个应助雨醉东风采纳,获得10
12秒前
小陈完成签到 ,获得积分10
12秒前
材料小白发布了新的文献求助10
12秒前
牙结石雕刻自由女神完成签到,获得积分10
12秒前
he发布了新的文献求助10
12秒前
zl完成签到,获得积分10
15秒前
挺起我的小胸膛完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
搜集达人应助清脆的绮梅采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
东皇太憨完成签到,获得积分10
20秒前
1WSQARFGRDSX发布了新的文献求助10
21秒前
慧1111111应助滕哲采纳,获得10
21秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
22秒前
医学生Mavis完成签到,获得积分10
24秒前
11111完成签到,获得积分20
25秒前
噢锦完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
bowl完成签到 ,获得积分10
28秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得20
29秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Future Approaches to Electrochemical Sensing of Neurotransmitters 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 1000
壮语核心名词的语言地图及解释 900
Canon of Insolation and the Ice-age Problem 380
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
basics of anesthesia, 7th edition 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 计算机科学 纳米技术 复合材料 化学工程 遗传学 基因 物理化学 催化作用 光电子学 量子力学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3915841
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3461430
关于积分的说明 10916898
捐赠科研通 3188244
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1762520
邀请新用户注册赠送积分活动 852894
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 793613