بررسی اثر پیش عملیات اسیدی- حرارتی غشای نفیون بر عملکرد استک چندسلولی باتری جریانی اکسایشی- کاهشی وانادیومی

در سال های اخیر، با هدف بهبود دانسیته توان و دانسیته انرژی سیستم های باتری وانادیومی، پژوهش های گسترده ای با تمرکز بر مواد کلیدی باتری جریانی وانادیومی انجام شده است. در یک سیستم باتری جریانی وانادیومی، غشای تبادل یون از اهمیت قابل توجهی برخوردار است، چرا که به منظور جداکردن الکترولیت های قطب مثبت و منفی باتری وانادیومی و اجازه دادن به انتقال یون ها به کار می رود. در حال حاضر غشاهای نفیون به دلیل هدایت بالای پروتون و پایداری شیمیایی قابل توجه، به طور گسترده در باتری های جریانی وانادیومی به کار می روند. در پژوهش حاضر غشای نفیون ۱۱۷ تحت یک پیش عملیات اسیدی و حرارتی قرار گرفته است تا برای کاربرد در باتری جریانی وانادیومی بررسی گردد. استک های سه سلولی باتری جریانی وانادیومی با استفاده از غشای خام و غشای پیش عملیات شده مونتاژ شدند و عملکرد آن ها طی سیکل های شارژ/ دشارژهای متوالی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با اعمال پیش عملیات اسیدی و حرارتی روی غشای نفیون ۱۱۷، دانسیته انرژی تا ۳۰% افزایش یافته است. علاوه براین ولتاژ متوسط دشارژ که یکی از پارامترهای کلیدی در تعیین عملکرد باتری جریانی وانادیومی است، با انجام پیش عملیات روی غشاء دستخوش تغییر شده و از V ۵۷/۳ (برای غشای خام) به V ۹/۳ (برای غشای پیش عملیات شده) افزایش یافته است. این موضوع به کاهش وزن استک باتری جریانی وانادیومی و هم چنین کاهش هزینه های تولید باتری کمک می کند. از طرفی با انجام پیش عملیات اسیدی و حرارتی روی غشای نفیون بازده انرژی و بازده ولتاژ باتری به ترتیب از ۹/۶۶% و ۸/۷۶% به ۷۳% و ۸۷% افزایش یافته اند.