2022年10月14日，本团队在《Journal of Materials Science》上在线发表了题为“Study on degradation mechanism of fluorine-containing branched sulfonated polyimide membrane for vanadium flow battery by density functional theory and ex situ experiments”的研究成果。该成果由西南科技大学材料与化学学院、环境友好能源材料国家重点实验室、生物质材料教育部工程研究中心、内江师范学院等科研单位合作完成。 

含氟支化磺化聚酰亚胺(FbSPI)膜作为钒流电池(VFB)的隔膜材料，具有优异的阻钒性能和质子选择性，且其成本较低。然而，FbSPI膜的在VFB环境中的寿命短于商用进口Nafion膜。为了获得FbSPI膜在VFB环境下的演变行为，论文采用非原位实验和密度泛函理论对FbSPI膜的降解机理进行了系统研究。根据实验和计算结果得出FbSPI膜的降解过程如下：i）羰基氧原子质子化；ii）羰基碳原子受到H₂O分子的攻击；iii）酰亚胺键断裂，聚酰亚胺水解生成聚酰胺酸；iv）氨基被氧化为亚硝基。该工作对了解FbSPI膜在VRFB环境中的降解过程起到了重要的作用，并为优化FbSPI膜的分子结构奠定了一定的理论基础。

本研究工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的支持。

Wenheng Huang, Jun Liu, Jun Long, Wenjie Xu, Xiujuan Qi, Jinchao Li*, Yaping Zhang*, Study on degradation mechanism of fluorine-containing branched sulfonated polyimide membrane for vanadium flow battery by density functional theory and ex situ experiments. Journal of Materials Science 2022, DOI: 10.1007/s10853-022-07783-8