journal article·2021-10

Designing Ion‐Selective Membranes for Vanadium Redox Flow Batteries

Hamid Amiri, Mohsen Khosravi, Mojtaba Ejeian, Amir Razmjou

Advanced Materials Technologies· Volume 6· Issue 10
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Abstract

Abstract It is predicted that the future of energy will mainly rely on batteries such as vanadium redox flow batteries (VRFBs), and its related research has already attracted significant attention. The primary function of a membrane in VRFBs is to control proton transport between the half‐cells and to hinder admixing the anolyte and catholyte at the same time. However, to develop a low‐cost and energy‐efficient VRFB, other membrane roles are crucial. The combination of a highly stable backbone of polytetrafluoroethylene with hydrophilic perfluorinated‐vinyl‐polyether side chains equipped with sulfonic acid groups (Nafion membranes) has led to a breakthrough in the field. However, suffering from high cost and low selectivity, these perflurinated membranes are not properly qualified for VRFBs. Sulfonation of aromatic hydrocarbon polymers is suggested as cost‐effective alternative chemistry for VRFBs’ membrane design. Further tunning the performance of the membrane and VRFB is obtained through designing their microstructure by different tools, especially adjusting the degree of sulfonation and degree of branching, utilizing additional membrane layers, and incorporation of particles in the polymer matrix. In this review, the studies performed to develop membranes for VRFBs are discussed as a road map for the development of advanced membranes qualified for VRFBs.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced battery technologies research · Supercapacitor Materials and Fabrication · Advanced Battery Technologies Research

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Biotechnology Faculty of Biological Science and Technology University of Isfahan Isfahan 81746‐73441 Iran

Environmental Research Institute University of Isfahan Isfahan 81746‐73441 Iran

Department of Nanotechnology Faculty of Chemistry University of Isfahan Isfahan 81746‐73441 Iran

Institute of Refrigeration and Cryogenics Engineering Research Center of Solar Energy (MOE China) Shanghai Jiao Tong University 800 Dongchuan Road Shanghai 200240 China

Centre for Technology in Water and Wastewater University of Technology Sydney Ultimo New South Wales 2007 Australia

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