Název: Komerční membrány pro vanadové průtočné baterie: vliv iontově-výměnné kapacity a vnitřní struktury membrány
Commercial perfluorosulfonic acid membranes for vanadium redox flow battery: effect of ion-exchange capacity and membrane internal structure
Autoři: Vrána, Jiří
Charvát, Jiří
Mazúr, Petr
Bělský, Petr
Dundálek, Jan
Pocedič, Jaromír
Kosek, Juraj
Citace zdrojového dokumentu: VRÁNA, J., CHARVÁT, , MAZÚR, P., BĚLSKÝ, P., DUNDÁLEK, J., POCEDIČ, J., KOSEK, J. Commercial perfluorosulfonic acid membranes for vanadium redox flow battery: effect of ion-exchange capacity and membrane internal structure. JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE, 2018, roč. 552, č. APR 15 2018, s. 202-212. ISSN 0376-7388.
Datum vydání: 2018
Nakladatel: Elsevier
Typ dokumentu: článek
article
URI: 2-s2.0-85041747631
http://hdl.handle.net/11025/29795
ISSN: 0376-7388
Klíčová slova: Vanadová redoxní baterie;kationt výměnná membrána;permeace;iontově-výměnná kapacita;SAXS
Klíčová slova v dalším jazyce: Vanadium redox flow battery;Perfluorosulfonic acid membranes;Permeation;Ion-exchange capacity;Small-angle X-ray scattering
Abstrakt: V rámci této studie je testována řada perfluorosulfonových membrán pro použití ve vanadových redoxních bateriích (VRFB): konkrétně membrány o konstantní tloušťce 50 μm s různou iontoměničovou kapacitou v rozmezí od 0,56 do 1,15 mol ekv. g-1. Pomocí UV / Vis spektroskopie by měřen difuzní tok vanadových iontů v různém oxidačním. Nejvyšší propustnost iontů vykazuje vanadový iont v oxidačním stavu 2+ a přispívá tak nejvíce k samovybíjení baterie. Mechanismus přetoku vanadových iontů je diskutován pro všechny oxidační stavy. Jednotlivé membrány jsou v baterii charakterizovány pomocí EIS, pomocí měření zátěžových křivek a nabíjecích - vybíjecích cyklů při různých proudových hustotách od 50 do 200 mA cm-2. Obecně platí, že při nižších proudových hustotách propustnost iontů vanadu snižuje účinnost baterie a díky tomu jsou membrány s nižší ionto-výměnnou kapacitou vhodnější. Současně při vyšší proudové hustotě je účinnost baterie snížena odporem membrány. Ionto-výměnná kapacita však není jedinou vlastností membrány, která ovlivňuje výkonnost VRFB. Studie membrán pomocí SAXS odhalila vliv molekulární struktury polymeru na velikost hydrofilních domén, které ovlivňují transportní vlastnosti membrány.
Abstrakt v dalším jazyce: A series of perfluorosulfonic membranes is screened for application in vanadium redox flow batteries (VRFB): membranes of constant thickness 50 μm with different ion-exchange capacities ranging from 0.56 to 1.15 mol eq. g−1 . Diffusion flux of each vanadium ion occurring in VRFB electrolytes through each examined membrane is measured by UV/Vis spectroscopy. Permeation of V2+ ions contributes most to the selfdischarge losses and the mechanism of vanadium ions permeation is discussed for all oxidation states. The membranes are characterized in the single-cell by electrochemical impedance spectroscopy, load curve measurements with linearly increasing current and charge-discharge cycles at various current densities ranging from 50 to 200 mA cm−2 . Generally, at lower current densities the permeation of vanadium ions decreases the battery efficiency and thus lower ion-exchange capacity membranes are more suitable. Concurrently, at higher current densities the battery efficiency is decreased by the membrane resistance and thus higher ion-exchange capacity membranes are optimal. However, membrane ion-exchange capacity is not the only characteristic that affects the VRFB performance. Small-angle X-ray scattering of membranes revealed the effect of polymer molecular architecture on the size of hydrophilic domains which affects the membrane transport properties.
Práva: Plný text není přístupný.
© Elsevier
Vyskytuje se v kolekcích:Články / Articles (CTM)
OBD

Soubory připojené k záznamu:
Soubor VelikostFormát 
1-s2.0-S0376738817327412.pdf1,11 MBAdobe PDFZobrazit/otevřít  Vyžádat kopii


Použijte tento identifikátor k citaci nebo jako odkaz na tento záznam: http://hdl.handle.net/11025/29795

Všechny záznamy v DSpace jsou chráněny autorskými právy, všechna práva vyhrazena.

hledání
navigace
  1. DSpace at University of West Bohemia
  2. Publikační činnost / Publications
  3. OBD