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传统化石能源的大量使用导致资源匮乏和环境污染问题日益严重,所以世界各国都在致力于发展高效清洁的可再生能源如太阳能和风能等,这就需要相应的储能技术与其匹配。液流电池作为一种新兴的储能技术,不仅可作为发电系统的配套储能设备,还可用作电网调峰。全钒氧化还原液流电池(简称钒电池)是目前最具应用前景的液流电池之一。离子交换膜是钒电池的重要组成部分,但当前广泛应用的Nafion膜(Du Pont)昂贵的价格和较差的阻钒性能严重阻碍了钒电池的大规模发展,所以必须开发新型的离子交换膜。磺化聚醚醚酮(SPEEK)离子交换膜虽然具有较高的电导率、耐高温、化学稳定性等特点,但是作为钒电池的离子交换膜使用时,其在高电导率时机械性能较差。为此,本文以价格低廉、机械性能良好的PTFE(Polytetrafluoroethylene)多孔膜为基膜制备增强型的PTFE/SPEEK(PS)复合膜,并考察不同溶剂、PTFE厚度和SPEEK含量对PS复合膜的影响。结果表明:采用不同溶剂制备的PS复合膜的能量效率(EE)均高于Nafion212膜,40 m A/cm2电流密度下,采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶剂制备的PS复合膜的EE分别比Nafion212膜提高了10.3%、12.4%和13.6%,且DMF溶剂制备复合膜的EE最高,阻钒性能最好且长循环测试中最稳定。改变SPEEK的含量制备不同厚度PS复合膜,随着厚度的增加,阻钒性能增强的同时电阻也随之增大,40μm厚度的PS复合膜的电池测试性能最佳。而采用不同厚度PTFE时,结果表明以20μm的PTFE制备的复合膜电池性能最佳。此外,虽然Nafion膜的钒离子渗透严重、价格昂贵,但其在钒电池中具有良好的化学和电化学稳定性。为此,实验中通过溶液浸渍法制备了Nafion/SPEEK/Nafion(NSN)复合膜,以增强SPEEK膜的稳定性同时减少N afion的用量。将磺化度为48%的SPEEK膜浸入到Nafion溶液中浸泡形成NSN复合膜后,通过化学稳定性测试发现稳定性有所提高,电池测试表明:NSN复合膜的EE高于SPEEK膜,自放电性能也进一步证明NSN的阻钒性能较好。论文最后对钒电池及离子交换膜进行市场分析,并对实验中制备的PS和NSN复合膜进行成本估算,计算表明它们比商业N afion膜有明显的价格优势。