全钒液流电池离子导电膜的选择性

全钒液流电池(VFB)具有功率大、容量大、效率高、安全性能高的特点,近年来在储能应用方面受到广泛关注。离子导电膜作为VFB的关键组件,存在严重的钒离子交叉污染问题,易造成电池容量损失,降低电池使用寿命,因此深入了解VFB离子导电膜的选择性和质子传导对电池性能具有重要意义。本文综述了VFB中阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性离子交换膜以及多孔膜等的研究进展,分析了离子导电膜上钒离子的渗透和质子的传输,重点总结了离子导电膜的改性、超薄复合膜设计、膜内微观结构优化及离子基团功能化对提高离子导电膜选择性和电导率的影响,较为全面地阐述了当前VFB离子导电膜选择性和电导率之间的平衡问题,为开发高性能、低成本、长寿命的离子导电膜,促进其商业化发展提供了参考依据,并展望了基于质子传导机制的氢键网络结构、多孔导电膜、低成本的超薄复合膜以及利用分子动力学模拟离子跨膜来提高VFB离子导电膜选择性的研究方向。

催化材料的空间限域效应及其低温脱硝应用

多孔材料的空间限域效应可以改变表面电子分布和电子传输性能,实现微纳孔域中的局部反应,有效防止外部环境对限域空间内活性物质产生影响,并抑制活性中心的团聚,是强化催化剂脱硝性能的有效途径。本文聚焦于不同催化材料表面能、周期性边界条件和电子能级的变化,探讨了空间限域效应的形成机制;阐述了限域效应对反应过程中活性物种分散性、氧化还原能力和分子吸附强度的影响以及限域效应中尺寸效应、封装效应和分子筛效应的调控策略;并总结了限域催化剂在脱硝过程中对NH3吸附性、反应选择性、抗毒性以及脱硝活性的强化作用,最后对限域型脱硝催化剂的发展前景做出了展望。