2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、全釩氧化還原液流電池(All vanadium redox flow battery,簡(jiǎn)稱:VRB)是一種新型綠色環(huán)保的儲(chǔ)能蓄電池。與其它氧化還原液流電池如鋅/溴電池、鈉/硫電池及鉛酸電池相比,VRB具有生產(chǎn)操作費(fèi)用低、充電迅速、容量增加容易、能量效率高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。因此,VRB可廣泛地應(yīng)用于太陽能和風(fēng)力發(fā)電的貯能設(shè)備、應(yīng)急電源系統(tǒng)、電站儲(chǔ)能和電力系統(tǒng)削峰填谷、負(fù)載調(diào)平等方面。
   然而,迄今為止,VRB仍然處于商業(yè)化應(yīng)

2、用的初級(jí)階段,隔膜材料是限制其大規(guī)模開發(fā)的瓶頸之一。目前,VRB中廣泛使用的隔膜是美國杜邦公司生產(chǎn)的Nafion()系列膜,該類膜具有良好的氧化穩(wěn)定性和較高的質(zhì)子電導(dǎo)率;但是Nafion()系列膜亦存在下列不足:價(jià)格昂貴,釩離子滲透嚴(yán)重等,從而大大限制其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。因此,研制開發(fā)新型價(jià)格合理、綜合性能優(yōu)良的質(zhì)子交換膜是十分必要的。
   本文制備了一系列不同磺化度的磺化聚酰亞胺質(zhì)子交換膜(Sulfonated polyim

3、ide,簡(jiǎn)稱SPI)與磺化聚酰亞胺/殼聚糖復(fù)合質(zhì)子交換膜(Sulfonated polyimide/chitosan,簡(jiǎn)稱SPI/CS),所得隔膜具有良好的阻釩效果及合理的質(zhì)子電導(dǎo)率。特別地,將SPI/CS復(fù)合質(zhì)子交換膜作為VRB隔膜進(jìn)行單電池測(cè)試,其能量效率比Nafion()117膜更高。因此,磺化聚酰亞胺類質(zhì)子交換膜具有潛在的VRB應(yīng)用前景。本文主要研究工作如下:
   (1)以1,4,5,8-萘四甲酸二酐(NDTA),2,

4、2’-雙磺酸聯(lián)苯胺(BDSA)與4,4’-二氨基二苯醚(ODA)為原料,采用縮聚法制備磺化聚酰亞胺。通過控制BDSA與ODA的投料比例,得到一系列不同磺化度的磺化聚酰亞胺,考察反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)率的影響。研究三乙胺型磺化聚酰亞胺(SPI-NEt3)在不同溶劑中的溶解性,確定間甲酚為其良溶劑,可作為鑄膜溶劑使用。
   (2)以間甲酚為鑄膜溶劑,通過流延成膜再質(zhì)子化的方法制得到一系列不同磺化度的SPI質(zhì)子交換膜,考察成膜條件并進(jìn)行優(yōu)化。

5、詳細(xì)研究了隔膜的含水量、離子交換容量、質(zhì)子電導(dǎo)率與釩離子滲透性等方面的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與Nafion()117膜相比,SPI膜具有良好的阻釩性,多數(shù)SPI膜具有合理的質(zhì)子電導(dǎo)率,能滿足VRB的應(yīng)用要求。但與具有C-F骨架結(jié)構(gòu)的Nafion()117膜相比,SPI膜的氧化穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。
   (3)為了提高SPI膜的氧化穩(wěn)定性,引入堿性的殼聚糖(Chitosan,簡(jiǎn)稱CS),以SPI-50膜為基膜,采用浸泡-自組裝的方

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