Effect of the pore size and surface modification of porous glass membranes on vanadium redox-flow battery performance
Effect of the pore size and surface modification of porous glass membranes on vanadium redox-flow battery performance
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多孔玻璃膜孔径和表面改性对全钒氧化还原液流电池性能的影响
DOI：
10.1007/s10800-018-1201-7
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发表时间：
2018
影响因子：
2.9
通讯作者：
Krenkel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mögelin;Barascu;Krenkel
多孔玻璃（PG）具有改变孔径大小和修饰表面的能力，使膜能够针对特定的电化学应用进行定制。在这篇文章中，PG在全钒氧化还原液流电池（VFB）中的应用和磺酸基团的表面改性的效果进行了研究，并与那些著名的聚合物膜的结果进行了比较。通过检查其自放电行为、极化曲线和面积电阻，研究了孔径范围为2至20 nm、厚度为300和500 µm的天然和表面改性PG膜的性能。在110 mA cm-2的电流密度下，使用改性膜505 FDS观察到的最大功率密度为77 mW cm-2，并且该密度约为使用Nafion™ 117实现的功率密度的一半。这可能与小的钒交叉、高电导率和化学稳定性有关。因此，PG膜作为VFB分离器的巨大潜力得到了展示。图形摘要
AbstractPorous glass (PG) offers the ability to vary pore sizes and modify surfaces, allowing membranes to be tailored for a given electrochemical application. In this contribution, the application of PG in all-vanadium redox-flow batteries (VFB) and the effect of surface modification with sulfonic acid groups were investigated, and the results were compared with those from well-known polymeric membranes. The performance of native and surface-modified PG membranes with pore sizes ranging from 2 to 20 nm and thicknesses of 300 and 500 µm was investigated by examining their self-discharge behavior, polarization curves and area resistance. A maximum power density of 77 mW cm−2at a current density of 110 mA cm−2was observed with the modified membrane 505FDS, and this density is approximately half the power density achieved with Nafion™ 117. The results can be related to the small vanadium crossover, high conductivity and chemical stability. Therefore, the great potential of PG membranes as separators in VFBs was shown.Graphical Abstract
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