研究成果以“High-performance spiro-branched polymeric membranes for sustainability applications”为题发表在国际著名期刊NatureSustainability上（Nat. Sustain. 2024.https://doi.org/10.1038/s41893-024-01364-0）。
碱性膜在化工分离、二氧化碳转化、电化学合成氨、电解水制氢、能量转换和存储方面有广泛的应用。然而仅依靠传统的微相分离调控方法难以对离子通道的构建进行精确控制，导致电导率，选择性和稳定性之间的权衡问题。近年来大量的研究表明，通过改变聚合物骨架的刚性和拓扑结构，可以对高分子链间的自由体积进行调控，进而在膜中构建具有明确尺寸的微孔离子传输通道。
在团队的前期研究中，他们通过调控聚合物骨架中两种异构体单元(间三苯基和三苯基)的比例，成功设计了一种具有良好连通性和均匀分布的超微孔的碱性膜（Nat. Commun. 2023, 14, 2732），该款膜已成功实现规模化制备，在电解水制氢、二氧化碳转化、电化学合成氨等领域表现出优异的性能。
为了进一步提高膜中的自由体积含量和微孔通道连通性，本工作基于高稳定性的聚（芳基哌啶）聚合物，通过具有立体扭曲结构的螺环支化节点调节分子链的拓扑结构和伸展方向，设计了一种螺环支化聚合物并通过“胶体法”成功制备成大面积碱性膜（图1）。
该策略结合了螺环、支链和全碳主链聚合物的结构优势，实现了材料刚性和柔性的平衡。研究结果表明，该材料形成了一种半柔性3D疏松堆积网络结构，该结构能够显著提升聚合物中的自由体积含量，并形成高度连通的亚纳米级微孔离子通道。
与传统线性结构聚合物膜相比，螺环支化聚合物膜能够有效降低内部离子的解离和传输能垒，表现出超高的阴离子电导率（30℃时Cl−电导率超过60 mS cm−1，80℃时可达120 mS cm−1）。基于这些膜的中性水系有机液流电池表现出远超以往报道的功率密度和能量效率，并可在400mAcm−2的高电流密度下实现快速充放电。
此外，该膜在全钒液流电池中也表现出了优异的性能和化学稳定性。这项工作为膜材料的设计提供了新的思路，可能为各种能源和环境挑战提供新的解决方案。
图1螺环支化碱性膜的设计策略和制备过程
中国科学技术大学张华清博士为该文章的第一作者，葛晓琳教授和徐铜文教授为共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划项目等专项经费的资助。
END
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本报告介绍分析了储能行业概况；全钒液流电池原理与应用；全钒液流电池相对于锂电池的优势；储能与全钒液流电池行业政策；全钒液流电池市场规模与竞争格局；钒电池主要原材料钒电解液的供需情况；钒电池电堆核心材料；其他液流电池技术等内容。
目录如下：
摘要.... 8
1. 储能行业概况.. 9
1.1 储能技术简介... 9
1.2 全球储能市场... 11
1.3 中国储能市场... 16
2. 全钒液流电池简介... 26
2.1 全钒液流电池原理... 26
2.2 全钒液流电池应用场景... 27
2.3 全钒液流电池产业链... 28
3. 全钒液流电池市场情况... 31
3.1 钒电池VS锂电池... 31
3.2 全钒液流电池行业政策... 32
3.3 全钒液流电池市场规模... 36
3.4 全钒液流电池竞争格局... 38
4. 钒电解液供给分析... 48
4.1 钒资源储量... 48
4.2 钒电解液制备与改进工艺... 53
4.3 钒电解液现有产能及规划情况... 56
4.4 钒电解液供需分析... 64
5 全钒液流电池其他关键材料... 65
5.1 质子交换膜.... 65
5.2 双极板和电极... 68
6. 液流电池其他技术路线... 69
7. 结论与展望... 77
全钒液流电池是一种利用钒离子在不同氧化态下的不同化学势能储存能量的液流电池，相比于锂电池，具有长循环寿命、高安全性、容量零衰减等优点。伴随风电、光伏发展的储能产业，对安全性和时长要求不断增加，钒电池的需求将迎来爆发式增长。
成本控制十分重要。2023年锂电储能系统的中标价格介于1.1元到1.3元/Wh之间，钒电池的初始投资成本面临较大压力，降低成本成为全钒液流电池产业发展的必由途径。在钒电池中，钒电解液成本占比最高，并随储能时长的增加而增加，占比在40%~80%。从上游钒原料和电解液入手，树立钒电池的产业链竞争优势成为发展成败的关键。
如何实现稳定和具备成本竞争力的钒原料供给？不同提钒技术产业化进展如何？电解液制备工艺有何新进展？电解液成本如何控制？如何通过清洁、低成本工艺提升储能电池竞争力？钒电池产业链发展面临哪些挑战与机遇？
2024钒原料与储能秦岭论坛将于7月11-12日在西安召开。会议由亚化咨询主办，探讨碳达峰与碳中和背景下储能产业前景，钒原料供给与保障、清洁高效提钒、钒电解液制备工艺、钒电池技术发展与成本控制、电堆与储能系统、钒液流储能电池产业链发展等议题。
会议信息
Meeting Information
会议主题：钒原料与储能秦岭论坛—从产业上游 立竞争优势
会议地点：陕西 · 西安
会议时间：2024年7月11-12日
会议规模：100-200人左右
组织机构
Organizational structure
主办单位：亚化咨询
媒体支持：亚化储能、亚化液流储能等
会议主题
Conference theme
参会嘉宾（含邀请中）
Attending guests
钒资源与电解液企业：五洲矿业、西部矿业、陕西鼎新储能、湖南金格伦新材料、鑫旺矿业、银峰新能源、攀钢钒钛、川威集团、德胜集团、河钢股份、兴欣钒科技等
电堆材料与工艺设备企业：科润新材料、东岳未来氢能、科旸新材料、华胜信安、江油润生、金博碳素、辽宁金谷、碳能科技、汉丞科技、西比科、金韦尔、三束实业、帝耐激光、黎曼机器人、联赢激光、天一萃取、金发科技、斯科新材料、深储新材料、威达环保、润势科技、易电工程、清驰科技、高泰昊能、崇德碳技术、见奇机电、信远材料、碳际集团、中电建福建省电力勘测设计院、仁丰特种材料、红点新材料、天富环保、
钒电池及储能系统企业：融科储能、上海电气储能、林源集团、星辰新能、北京普能、国润储能、伟力得、新新钒钛、中和储能、寰泰储能、开封时代、恒久安泰、合肥哈工储能、易池新能、大力电工、华秦储能、北京绿钒、液流储能科技、天府储能、德海艾科、美淼储能、艾博特瑞等
科研院所和高校：中科院大连化学物理研究所、中科院金属研究所、中科院过程工程研究所、清华大学、中国科学院大学、天津大学、深圳大学、大连海事大学、厦门大学、北京化工大学、合肥工业大学、北京低碳清洁能源研究院、中石化（大连）石油化工研究院、湖南农业大学、上海交通大学、重庆大学、武汉科技大学、三峡集团科学技术研究院、中石油工程材料研究院、西安西北有色地质研究院、浙江大学等
能源企业、投资机构及其他：华润电力、华能集团、中广核、国电投储能产业创新中心、国网电力科学研究院武汉南瑞、东方电气集团东方汽轮机、蒙泰新能源、合旭综合能源、上海钢之杰、长虹电源、北京京丰、大连东泰、华为数字能源、中石油昆仑资本、北京索通、上海华强、恒一私募、卡博特、浙江海越、海南东方丰海私募、万德斯环保、上海悦达、上海普维英华、鞍资股权投资、北京鞍钢投资、振华化学、仪征海峰、鼎信通讯、华泰海达、兰州金川科技园、金浦智能、珞珈梧桐、秦创原等
参会报名
Registration for attendance
早鸟票：6月15日前，2500元/位
正常票：7月10日前，2900元/位
现场票：7月11日，当天报名3200元/位
如果您有意向参与演讲、赞助或参会，欢迎您与我们联系：赵经理19121570541（微信同号）
