新闻资讯
NEWS CENTER
23
2026
-
04
Small:磺化石墨相氮化碳/UiO-66-NH₂ 掺杂的 PVDF-co-HFP 定制两性离子膜，用于低湿氢燃料电池和钒液流电池
作者：
采用“一石二鸟”策略设计了一种能够同时用于能源生产和存储设备的多功能膜。通过 ATRP 介导的接枝聚合，随后与 1,3-丙磺酸内酯进行 N-烷基化反应，合成了基于聚（偏二氟乙烯-co-六氟丙烯）-g-聚-2-（二甲氨基）甲基丙烯酸乙酯的两性离子复合膜。通过引入 UiO-66-NH₂ 和磺化石墨相氮化碳（sgC₃N₄）作为复合填料，进一步定制了膜的结构，形成了分级组织的离子框架，从而调和了离子电导率与燃料/电解质渗透性之间的权衡关系。优化的 PDS-11 膜（UiO-66-NH₂ : sgC₃N₄ = 1:1 % w/w）表现出高离子交换容量和在 80°C 下 27.1 mS cm⁻¹ 的质子电导率（K^m），是原始 PDS 膜的 2.65 倍。其低 VO²⁺ 渗透率和高离子选择性源于 -NH/-NH₂ 与 -SO₃H 基团之间的协同酸碱和氢键相互作用，以及膜基质内的非共价相互作用和物理阻隔作用。多孔的 UiO-66-NH₂ 和层状的 sgC₃N₄ 改善了保水性和结构坚固性，在 PEMFC 中 70% RH 条件下实现了 89% 的功率保持率，且在 50 小时内开路电压衰减率仅为 1.6 mV h⁻¹。PDS-11 在 VRFB 中也表现出优异的性能，在 120 mA cm⁻² 的电流密度下循环 200 次，其库仑效率、电压效率和能量效率分别达到 97.41%、76.32% 和 74.34%（100 次循环后容量保持率为 42.3%，OCV 保持时间为 620 分钟）。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/Kxolq3-J5xrEo5h5O2eBug
相关新闻
