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华理团队攻克液流电池氟污染难题,新一代非氟膜实现规模化生产

   时间:2025-07-26 08:53:11 来源:ITBEAR编辑:快讯团队 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在新能源储能领域,液流电池作为一种前景广阔的技术,其核心膜材料长期受制于国外高价含氟膜,这一问题不仅推高了成本,更因生产过程中产生的含氟污染物对环境和人体健康构成了严重威胁。然而,这一局面如今已被华东理工大学化工学院的一支师生团队彻底改写。

这支被戏称为“膜法师”的团队,经过不懈努力,成功研发出新一代高性能非氟多孔离子传导膜。这款膜不仅性能超越了国际主流产品,而且成本仅为进口膜的十六分之一,更重要的是,它从根本上消除了氟污染的问题。更为振奋人心的是,在学校的大力扶持下,这种膜材料已经实现了规模化生产,年产能达到5万平方米,并已成功应用于全钒、全铁等多种液流电池体系中。

在徐至教授和庄林洲副教授的悉心指导下,团队成员们经历了无数次的实验设计与材料制备,为了找到最优的材料性能,他们查阅了大量文献,不断调整配方,进行了超过2000次的性能测试。在一次次的尝试中,他们发现了溶剂挥发产生的微小剪切力对膜内分子筛纳米片排列的影响,并通过精确调控温度、风速等参数,巧妙地利用这种剪切力使分子筛有序排列,从而极大地提高了膜的导电性能。

终于,他们成功制备出了第一片直径40毫米的非氟分子筛膜样品。测试结果显示,这种新型非氟多孔膜的导电性能是商业Nafion膜的2.7倍,而对活性物质的渗透率则降低了近一半。同时,该膜还表现出出色的稳定性和机械强度,真正实现了“低成本、高性能、无氟环保”的目标。

然而,从实验室样品到工业化生产的跨越并非易事。团队成员们深知,在工业化连续生产中,纳米材料容易发生沉降和团聚,严重影响产品性能。面对这一挑战,他们深入研究分子筛纳米片在聚合物基膜中的受力情况,创新性地开发了“恒风速变温”连续化生产新工艺。经过长达5个多月的艰苦努力,他们终于成功制备出了工业规格的非氟多孔膜,实现了从实验室到生产线的关键性突破。

目前,这款非氟多孔膜已经在国内多家储能企业开展应用测试,并在全钒、全铁等液流电池中展现出了优异的性能,市场前景广阔。这一成果不仅打破了国外高价含氟膜的垄断地位,更为我国新能源储能领域的发展注入了新的活力。

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