连续共价有机框架筛分复合膜及全钒电池性能

作者：杜若晗; 逄博; 王宁; 崔福军^*; 郭明钢; 贺高红; 吴雪梅^*

来源：化工学报, 2022, 73(09): 4163-4172.

• 共价有机框架
• 尺寸筛分
• 全钒液流电池
• 膜
• 离子交换
• 电化学

设计了应用于全钒液流电池的尺寸筛分效应共价有机框架/聚醚砜(COF/PES)复合膜，利用纳米片的有序交错堆叠在聚醚砜支撑层上构建了具有均匀埃米级离子传输通道的连续COF分离层。连续COF层的规整刚性骨架赋予了膜极低的溶胀比，有序的埃米级孔道(有效孔径约为0.6 nm)对氢/钒离子具有精确的尺寸筛分作用。COF/PES筛分复合膜的钒渗透率仅有0.61×10-8cm-2·s-1，质子/钒离子选择性为Nafion 212的4.0倍。电流密度为80 mA·cm-2下复合膜的能量效率达到82.9%，优于Nafion 212(81.2%)。100 mA·cm-2下的长循环测试中，复合膜电池容量保持率相比于Nafion 212电池提高了16.2%，表明连续COF/PES筛分复合膜在全钒液流电池中具有广阔的应用前景。

• 单位
  大连理工大学盘锦产业技术研究院; 大连理工大学