基于二维分子筛制备高性能离子交换膜用于碱性锌铁液流电池文献综述

 2021-12-26 16:16:48

全文总字数:2841字

文献综述

化石能源的日益匮乏和环境的日趋恶化,极大地推动了风能、太阳能等可再生能源产业的快速发展,但太阳能、风能发电具有明显的不连续、不稳定及不可控的非稳定性。

储能设备作为电网系统的蓄水池和缓冲器,起到平滑功率输出、计划发电及提高电力品质的作用,建设高效、安全的智能电网需要储能技术的支持。

液流电池因其高安全性、环境友好性、循环寿命长等优点而被视作最具潜力的大规模储能设备之一。

碱性锌铁液流电池因具有较高的能量密度和较低的成本等优点而受到人们的广泛关注。

然而锌基液流电池在充放电过程中因锌的沉积/溶解造成的锌枝晶会刺穿电池隔膜,进而导致电池短路,这也成为锌铁液流电池发展的重大障碍。

目前,针对锌枝晶问题的研究主要集中于在电解质中加入添加剂或对隔膜进行改性,然而添加剂的加入通常会导致电极的高度极化,进一步导致电池性能下降,因此制备适用于锌铁液流电池的高性能电池隔膜就变得尤为重要。

纳米薄层分子筛由于其独特的准二维结构,具有有序的微孔-介孔特征、适宜的表面酸性和良好的扩散性能,已成为分子筛控制合成及其应用研究中标志性的研究热点之一。

此外分子筛还具有刚性、可精确调控的纳米孔道结构以及优异的化学稳定性和热稳定性,有望作为功能性填料提升电池隔膜的性能。

因此,课题拟通过在离子交换膜中引入刚性的二维分子筛纳米片,以提高隔膜的离子选择性和机械稳定性,从而实现较高的效率及功率密度,极大程度降低锌枝晶/累积问题对隔膜的影响,保障锌基液流电池储能系统的安全稳定运行。

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