2022年10月31日，本团队在《Journal of Membrane Science》（JCR一区，影响因子=10.53）上在线发表了题为“Enhanced proton selectivity and stability of branched sulfonated polyimide membrane by hydrogen bonds construction strategy for vanadium flow battery”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、四川大学化学工程学院等科研单位合作完成。

全钒液流电池（VFB）是一种具有良好应用前景的能量储存/转换装置，然而隔膜材料在提高VFB性能和寿命方面仍然存在一定的局限性。本文通过亲核取代和还原反应合成了一种含亚氨基的新型二胺单体，同时制备了可用于VFB的理论磺化度为40%-70%的支化磺化聚酰亚胺（I-bSPI）膜。I-bSPI膜可有效地打破质子传导和钒离子助力间的“trade-off”效应。此外，由于氢键网络的形成和Donnan排斥效应，I-bSPI膜的稳定性也得到了有效地增强。I-bSPI-50膜的质子选择性是商用Nafion 212膜的4.6倍。在100-300 mA cm^-2下，使用I-bSPI-50膜的VFB的库仑效率和能量效率均优于使用Nafion 212膜的电池。装配I-bSPI-50膜的VFB进行600次充放电循环，展现出稳定的电池效率和良好的容量保持率。本研究提出的氢键构筑策略可为制备高性价比VFB膜提供一条有效途径。

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。

Jun Liu, Jun Long (共同第一作者), Wenheng Huang, Wenjie Xu, Xiujuan Qi, Jinchao Li*, Yaping Zhang*, Enhanced proton selectivity and stability of branched sulfonated polyimide membrane by hydrogen bonds construction strategy for vanadium flow battery, Journal of Membrane Science 2022, https://doi.org/10.1016/j.memsci.2022.121111.