作者：张蓉,1,王曙光,1,孙璇1,江小松1,胡磊2,焉晓明2,贺高红2
单位：1.国家电投集团科学技术研究院有限公司，2.大连理工大学
引用本文：张蓉,王曙光,孙璇等.磺化聚醚醚酮基两性离子交换膜制备及在铁-铬液流电池中的应用[J].储能科学与技术,,10(04):-.
ZHANGRong,WANGShuguang,SUNXuan,etal.Preparationofsulfonatedpoly（etheretherketone）amphotericionexchangemembraneanditsapplicationiniron-chromiumredoxflowbattery[J].EnergyStorageScienceandTechnology,,10(04):-.
Doi:10./j.cnki.-..
摘要针对铁-铬液流电池用的离子交换膜需求，通过在磺化聚醚醚酮(SPEEK)中引入了高亲水性聚乙烯亚胺(PEI)构建离子交联形成高效氢键网络，制备了两性离子交换膜(SPEEK/PEI)。通过引入胺基来构建离子交联结构，有效降低了SPEEK膜的溶胀度，抑制了铁-铬离子渗透；同时膜中亲水的PEI促进了亲水通道的形成，保持了高质子传导率。基于膜中高效氢键网络，SPEEK/PEI膜实现了铁-铬液流电池库仑效率与能量效率的有效提升。在70mA/cm2电流密度下铁-铬液流电池性能测试中，SPEEK/PEI3%膜的库仑效率为96.5%，能量效率达到79.4%。关键词铁铬液流电池；离子选择性；磺化聚醚醚酮；聚乙烯亚胺；膜铁-铬氧化还原液流电池作为一种设计灵活、安全环保、能量效率高、规模大且具有稳定反应的大规模储能设施显示出巨大的发展潜力，离子交换膜是铁-铬液流电池系统中连通电池回路分隔正负极和防止交叉污染的重要组成部分之一。在铁-铬液流电池中，阳离子交换膜具有出色的质子传导性，如杜邦公司的Nafion系列膜，然而，铁-铬离子的严重渗透阻碍了阳离子交换膜未来在铁-铬液流电池中的发展。与阳离子交换膜相比，由于Donnan排斥作用，阴离子交换膜的铁-铬离子渗透较低，然而其传质能力一直是有待解决的问题。具有酸性和碱性结构的两性离子交换膜成为突破电导率/渗透率权衡的候选之一，由于同时含有正电和负电基团，两性离子交换膜兼具出色的传质能力和较低的铁-铬离子渗透，成为铁-铬液流电池的研究热点。聚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮、聚苯醚、聚亚芳基醚酮和聚苯并咪唑等芳香族聚合物具有化学稳定性好、离子选择性高以及成本低等优点，在液流电池应用中受到广泛