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AFM: 液流电池膜中 Zr-MOF 启用的可控离子筛分和质子电导率

Bunnny
2021-07-22

具有有序通道的膜是控制液流电池中离子筛分和质子电导率的关键。MOF具有丰富的孔径和功能可调性，因为它们易于修饰有机配体和金属离子/簇。Zr-MOFs 具有可调孔径和质子电导率的特性，以及卓越的酸稳定性，使其成为有前途的液流电池系统膜材料。然而，Zr-MOFs 在液流电池应用中的巨大潜力尚未得到充分探索。近日，华东理工大学徐至研究员和南京工业大学黄康研究员等人报道了MOF-801/MOF-808二元复合膜在液流电池中的应用

文章要点

1）将具有可变孔结构和通道特性的两种酸稳定的Zr金属有机骨架（MOF-801和MOF-808）作为填料引入非氟化磺化聚（醚醚酮）（SPEEK）。与具有较小三角形窗口（≈3.5 Å）的MOF-801结合的膜成功地将分子筛分特性转化为液流电池膜，从而在40-120 mA cm-2下提高了库仑效率（98.5-99.2%）。

2）相比之下，MOF-808的更多亲质内部互连通道产生更快的质子传输通路，与原始 SPEEK 膜（91.7-78.9%）相比，40-120 mA cm-2下的电压效率（93.7-84.1%）显着增加。通过调节离子筛分和质子电导率，MOF-801/MOF-808二元复合膜在钒氧化还原液流电池系统中表现出同步改善的性能。

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参考文献：

Li Xin, et al. Zr-MOF-Enabled Controllable Ion Sieving and Proton Conductivity in Flow Battery Membrane. Adv. Funct. Mater. 2021, 2104629.

DOI: 10.1002/adfm.202104629

https://doi.org/10.1002/adfm.202104629