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 BV]
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
汉堡包应助疯狂的聋五采纳,获得30
1秒前
1秒前
所所应助小巧水绿采纳,获得10
1秒前
拟闲完成签到,获得积分10
2秒前
Ava应助冷静绿旋采纳,获得10
3秒前
4秒前
星辰大海应助傻子与白痴采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
英姑应助LLP采纳,获得10
8秒前
韩若凡发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6.2应助Winne采纳,获得30
10秒前
qqa发布了新的文献求助10
10秒前
XO发布了新的文献求助10
10秒前
夏冰雹发布了新的文献求助10
11秒前
Anker完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
新雨完成签到 ,获得积分10
14秒前
科研通AI6.3应助xiyan采纳,获得10
14秒前
15秒前
LG发布了新的文献求助30
17秒前
领导范儿应助cwj采纳,获得10
17秒前
小马甲应助Dxm采纳,获得10
18秒前
爆米花应助Hopping采纳,获得10
21秒前
宋秉杰驳回了852应助
22秒前
夏冰雹完成签到,获得积分10
22秒前
muhong发布了新的文献求助10
24秒前
畅23456发布了新的文献求助10
26秒前
二牛完成签到,获得积分0
26秒前
领导范儿应助wang采纳,获得10
27秒前
乐乐应助疯狂的聋五采纳,获得40
28秒前
搜集达人应助傻子与白痴采纳,获得10
29秒前
3152发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
哟哦发布了新的文献求助10
31秒前
zz完成签到,获得积分10
31秒前
在水一方应助酷酷的面包采纳,获得10
32秒前
田様应助椰子鸡采纳,获得10
32秒前
32秒前
32秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7280644
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8901649
关于积分的说明 18829954
捐赠科研通 6952554
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207396
关于科研通互助平台的介绍 2377680
邀请新用户注册赠送积分活动 2182514