表面修饰模式对Nafion离子选择性影响及在VRFB中的应用

本文采用壳聚糖-磷钨酸层对Nafion膜表面分别进行单面和双面修饰改性,研究了修饰模式对Nafion膜钒离子渗透率、电导率及离子选择性的影响. 结果表明,单面、双面修饰改性均会使Nafion膜的钒离子渗透率显著降低,最高降幅分别达到89.9% (单面修饰) 和92.7% (双面修饰);单面、双面修饰改性均会使Nafion膜的电导率下降,但存在明显差异,在相同修饰厚度条件下,双面修饰改性对Nafion膜电导率的影响比单面修饰改性更小。因此,双面修饰复合膜展示出了比单面修饰复合膜更高的离子选择性,并且在修饰层厚度为17 μm时达到最大值（1.12×10⁵ S•min•cm^-3）. 基于优化的双面修饰Nafion膜的全钒液流电池,在充放电流密度30 mA•cm^-2 时,库伦效率和能量效率分别达到93.5%和 80.7%, 并且在测试时间内展示出良好的循环稳定性.