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化工學報|全釩液流電池用纖維素納米晶摻雜混合基質膜
發布時間：2025-07-08      
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全釩液流電池用纖維素納米晶摻雜混合基質膜


劉鑫 1,3 鄭皓仁 1,3陳強 1丁靜怡 3黃康 1,3 徐至 2 


（1. 南京工業大學化工學院，江蘇 南京 211816； 2. 華東理工大學化工學院化學工程聯合國家重點實驗室，上海 200237； 3. 蘇州實驗室，江蘇 蘇州 215125 ）

DOI：10.11949/0438-1157.20241217


摘 要 設計了用于全釩液流電池的纖維素納米晶（CNC）摻雜的磺化聚醚醚酮（SPEEK）混合基質膜，CNC表面大量的羥基和磺酸基團使其具有良好的親水性，這些基團的存在也能改善填料和聚合物之間的界面相容性。此外，CNC的高結晶度和高縱橫比確保了膜在強酸性和強氧化性條件下高的穩定性以及良好的活性離子阻隔能力。同時其表面豐富的—OH基團與水分子以及SPEEK中豐富的—SO3H基團構建了高度互連的親水離子納米團簇，實現高達0.073 S·cm-1的質子傳導率。使用其組裝的電池在120 mA·cm-2的電流密度下電壓效率（VE）可達88.7%，遠遠超過SPEEK膜（78.3%），表明SPEEK/CNC膜在全釩液流電池中具有良好的應用前景。
關鍵詞 全釩液流電池；混合基質膜；纖維素納米晶

引用本文：劉鑫, 鄭皓仁, 陳強, 丁靜怡, 黃康, 徐至. 全釩液流電池用纖維素納米晶摻雜混合基質膜[J]. 化工學報, 2025, 76(5): 2294-2303(LIU Xin, ZHENG Haoren, CHEN Qiang, DING Jingyi, HUANG Kang, XU Zhi. Cellulose nanocrystals-doped hybrid matrix membranes for vanadium flow battery[J]. CIESC Journal, 2025, 76(5): 2294-2303)

引 言

隨著新型電力系統對儲能應用的時間尺度需求逐漸多樣化，長時儲能技術[1-2]缺口較大，正成為儲能市場的重要發展方向。全釩液流電池[3-5]由于其本征安全、儲能容量獨立可控、循環壽命長，是大規模、長時儲能的有力競爭者。
隔膜[6-8]是決定液流電池性能的關鍵材料之一，除了用于分隔正負極電解液外，還起到電解液間的導電離子傳遞作用。PEM[9-10]作為釩液流電池的核心部件之一，要求隔膜具有較高的質子傳導率，同時也要防止活性離子互竄，減小電池自放電。現階段研究最多的是美國杜邦公司的Nafion系列及改性膜[11-12]。但是Nafion膜制備困難，并且成本高。此外，Nafion膜較低的離子選擇性使得釩離子滲透現象嚴重，造成電池容量衰減，直接制約其在釩電池中的大規模應用。磺化聚醚醚酮（SPEEK）[13-15]是一種價格便宜、電導率高的非氟膜，由聚醚醚酮材料磺化得到，磺化度對膜的吸水溶脹性能、機械性能、活性離子的滲透性、電池性能有很大的影響。為實現較高的質子傳遞能力，提高材料的磺化度[16]是一種簡單有效的方式，但是會不可避免地造成隔膜溶脹提高，導致選擇性和力學性能降低。
混合基質策略[17-19]被認為是改善這一問題的有利措施。在之前的研究中，研究者們嘗試將各種親水性無機填料（如SiO2[20]、TiO2[21]、ZrO2[22]等）以及具有內部固有通道的多孔材料[23-24][包括金屬有機框架（MOFs)[25]]和共價有機框架（COFs)[26]并入聚合物基質中進行摻雜，制備混合基質膜來降低膜溶脹，同時提高質子電導率。然而，這些物質自身一般不攜帶親水官能團，對于質子電導率的提升仍然有限。同時，聚合物和無機填料之間的界面相容性[27-28]也是一大挑戰，如何在進一步提高質子電導率的同時實現聚合物和填料的相容性是研究者們一直在探索的目標。
纖維素[29-30]是世界上最多的生物聚合物，大概50%的碳元素以纖維素的形式存在。纖維素納米晶（CNC）[31-33]作為其中的一種，具有獨特的物理和化學特性，例如高強度、高生物相容性、高縱橫比和高穩定性。CNC的制備涉及纖維素在強硫酸中的水解，其中纖維素的無序和副晶區域優先水解，而結晶區域保持完整，它們具有更高的抗酸侵蝕性，因此在腐蝕性、酸性和氧化性環境中高度穩定。同時，由于CNC表面具有大量的羥基和磺酸基團[34]，CNC具有良好的親水性，這些基團的存在也能改善填料和聚合物之間的界面相容性。
本研究以硫酸水解的CNC作為填料，與SPEEK一起構筑混合基質膜（圖1）。基于CNC較高的親水性和羥基與水分子以及SPEEK中的磺酸基團形成的離子簇通道，有效提高了膜的質子電導率。此外，CNC的高比表面積和縱橫比有效增加了釩離子的擴散路徑，從而降低了釩離子的滲透率。與純SPEEK膜相比，雜化膜具有更高的機械強度、質子電導率以及離子選擇性。采用該膜組裝的釩氧化還原液流電池（VRFB）在120 mA·cm-2的電流密度下達到了庫侖效率（CE）為98.8％，能量效率（EE）為87.6％。
圖1   SPEEK/CNC混合基質膜： (a) CNC來源；(b) CNC與SPEEK分子式；(c) SPEEK/CNC膜篩分與傳質機理Fig.1   SPEEK/CNC hybrid matrix membrane： (a) source of CNC; (b) molecular formula of CNC and SPEEK; (c) SPEEK/CNC membrane sieving and mass transfer mechanisms

1 實驗材料和方法

1.1 材料

硫酸（98%）購自永華化工有限公司，聚醚醚酮 (PEEK) 購自南京首塑特種工程塑料制品有限公司，二甲基亞砜（DMSO）購自上海阿拉丁生物化學技術有限公司，VOSO4（99%）購自南京晶瑞久安生物科技有限公司，纖維素納米晶（CNC）購自閃思科技。所有化學品不經任何進一步純化直接使用。

1.2 磺化聚醚醚酮的合成

SPEEK是采用后磺化法制備的，即將原始PEEK粉末緩慢倒入50℃的硫酸（質量分數98%）中5 h，然后將溶液緩慢倒入冰水浴中，用去離子水洗滌至中性，在80℃烘箱中烘干備用。使用1H NMR（核磁共振氫譜）進行分析，計算確定合成SPEEK的磺化度（DS）。
根據HE的信號強度，DS可通過式（1）、式（2）求得。

(1)

(2)
式中，和分別為信號和其他所有芳香族氫對應的信號的積分峰面積，n為每個重復單元中HE的個數。

1.3 雜化膜制備

采用平板流延法制備了SPEEK/CNC雜化膜，CNC負載量控制在1%~5%（質量分數），相應的膜表示為S/CNC-X，其中S是SPEEK，X是CNC和SPEEK的質量比。首先，將一定質量的CNC粉末加入一定量的DMSO溶液中，使用細胞超聲破碎儀分散10 min，然后將SPEEK溶解于一定量的DMSO中。再將CNC/DMSO分散液加到SPEEK/DMSO溶液中，超聲1 h以形成均勻的混合物。最后在混勻儀上以一定速率混勻一夜，在一定速率下將鑄膜液刮涂在干凈的玻璃板上，在60℃烘箱中干燥12 h，并在真空下于100℃進一步干燥12 h以形成雜化膜。在從玻璃上剝離后，將膜浸入1 mol·L-1的H2SO4溶液中浸泡24 h，實現活化過程。最后用過量的去離子水洗去膜表面上殘留的酸，將膜儲存在新鮮的去離子水中，以備后用。

1.4 膜表征與性能測試

1.4.1 膜表征
使用場發射掃描電子顯微鏡 (FESEM，Hitachi S-4800) 對CNC粉末以及膜進行形貌表征。使用透射電子顯微鏡（TEM，美國FEITalos F200X G2）和原子力顯微鏡（AFM，德國Bruker Dimension Icon）對CNC粒徑尺寸進行表征，TEM測試前先對CNC使用醋酸鈾進行染色。元素分析通過X射線光電子能譜法（XPS，美國Thermo Scientific ESCALAB 250Xi）進行。通過熱重分析（TG，德國Netzsch TG 209 F3 Tarsus）測量膜和CNC的熱穩定性。CNC的結晶度通過X射線衍射（XRD，日本Rigaku D/max-2200PC）表征。使用傅里葉變換紅外光譜儀 (美國，Thermo Scientific Nicolet iS20) 研究官能團類型。使用納米粒度以及Zeta電位分析儀 (英國Malvern Zetasizer Pro) 測試CNC的電負性。水接觸角測量儀 (使用滴定儀A-100) 用來表征膜表面的親水性。
1.4.2 吸水率和溶脹率
在吸水率和溶脹率測試中，首先將制備好的膜裁成一定的尺寸，在室溫下浸入去離子水中48 h。然后用濾紙將多余的水分吸收，快速測量濕膜的長度和質量。最后將膜置于100℃真空烘箱中干燥24 h以除去水，再次測量干膜的長度和質量。
吸水率和溶脹率按式（3）、式（4）計算。

(3)

(4)
式中，WU和SR分別表示膜的吸水率和溶脹率，Wwet和Wdry分別表示濕態和干態下膜的質量，g；Lwet和Ldry分別表示濕膜和干膜的長度，mm。
1.4.3 釩離子滲透
在釩離子滲透系數測試中，將膜固定在有效面積為1.77 cm2的擴散池中間，擴散側溶液為50 ml、1.5 mol·L-1 VOSO4/3.0 mol·L-1 H2SO4，滲透側溶液為50 ml、1.5 mol·L-1 MgSO4/3.0 mol·L-1 H2SO4，用以平衡離子強度和滲透壓。兩側溶液施以相同的轉速進行磁力攪拌，以減小濃差極化。每12 h從滲透側溶液的池中取定量樣品，使用UV-Vis分光光度計在762 nm波長處測量吸光度。通過標準吸光度/濃度曲線確定VO2+的濃度。
釩滲透系數由式（5）計算。

(5)
式中，VB是擴散側溶液的體積，ml；cB（t）是時間t時滲透側溶液中VO2+的濃度，mol·L-1；cA是擴散側溶液中VO2+的濃度，mol·L-1（在較短時間內cA的變化可忽略不計）；A是有效膜面積，cm2；L是膜厚度，cm；P是釩離子滲透系數，cm2·min-1[35]。
1.4.4 質子電導率
在進行質子電導率測試之前，首先將樣品在3 mol·L-1 H2SO4溶液中浸泡24 h以上，使其充分吸收質子。然后使用電化學工作站，通過交流（AC）阻抗法進行測量。將樣品夾在經過打磨后的兩個圓形鈦片之間，并用紐扣電池夾固定鈦片。設置頻率范圍在103~106 Hz之間，交流幅度為5 mV。
質子電導率由式（6）、式（7）計算。

(6)

(7)
式中，σ是膜的質子傳導率，L是樣品的厚度，R和A分別是膜的電阻和有效面積，RA是膜的面積電阻。
1.4.5 機械強度
通過拉伸強度測試機獲得膜的力學性能。將樣品切成30 mm × 10 mm的長條，在測試前擦拭濕膜表面的水。對每個膜測試3個樣品，對所得數據取平均值。
膜樣品的拉伸強度由式（8）計算。

(8)
式中，T是膜的拉伸強度，MPa；F是最大張力，N；W是膜樣品的寬度，cm；D是膜樣品的厚度，cm。
1.4.6 單電池性能
自制的單電池由兩片碳氈電極、石墨板、膜（有效面積為2 cm×2 cm）、墊片和端板組成。碳氈電極使用前先進行熱活化。正負極電解液分別為10 ml、1.5 mol·L-1 V2+/V3+的3 mol·L-1 H2SO4溶液和10 ml、1.5 mol·L-1 VO2+/VO2+的3 mol·L-1 H2SO4溶液。電池循環在氮氣保護下進行。充電和放電截止電壓分別設定為1.7 V和0.8 V。長循環測試在120 mA·cm-2電流密度下進行。通過庫侖效率（CE）、電壓效率（VE）和能量效率（EE）評估電池的性能，由式（9）~式（11）計算。

(9)

(10)

(11)
式中，CE是電池的庫侖效率，EE是能量效率，VE是電壓效率。

2 實驗結果與討論

2.1 CNC的表征

如圖2（a）所示，CNC為白色粉末狀。直接用掃描電鏡觀察CNC粉末，看到的是微米級的不規則的顆粒[圖2（b）]。將CNC分散在DMSO里后，得到的是納米級的纖維素納米晶分散液[圖2（c）]。通過透射電鏡、原子力顯微鏡和掃描電鏡可以觀察到納米棒狀結構，分析發現CNC的長度在200 nm左右，直徑為10 nm左右[圖2(d)~(f)]。
圖2   CNC的形貌表征： (a) CNC粉末；(b) CNC粉末的SEM圖像；(c) CNC的DMSO分散液；(d) CNC分散液的SEM圖像；(e) CNC分散液的TEM圖像；(f) CNC分散液的AFM圖像Fig.2   Topography characterization of CNC: (a) powder of CNC; (b) SEM image of CNC powder; (c) DMSO dispersion for CNC; (d) SEM image of CNC dispersion; (e) TEM image of CNC dispersion; (f) AFM image of CNC dispersion
利用X射線光電子能譜技術對CNC表面的元素進行分析。由于CNC是用硫酸水解法制備的，所以CNC表面含有S元素[圖3（a）]。Zeta電位結果顯示CNC的電勢是-41.58 eV，這表明其具有較強的負電性，由于靜電排斥作用，CNC可以很好地分散在溶液中[圖3（b）]。動態光散射結果顯示出其水流體力學直徑為127 nm[圖3（c）]。熱重分析顯示CNC具有很好的熱穩定性，CNC在300℃左右才開始分解[圖3（d）]。CNC的X射線衍射圖譜表現出尖銳和強烈的衍射峰，顯示出其良好的結晶度，圖3(e)中，在14.9°、16.2°、22.1°、34.3°的峰分別對應 (110)、(110)、(200)、(004) 晶面。CNC的紅外光譜如圖3（f）所示，其中3332 cm-1處屬于羥基（—OH）的伸縮振動峰，1058 cm-1處的吸收峰是磺酸基（—SO3H）伸縮振動造成的，這表明CNC表面上存在豐富的親水基團和氫鍵網絡。
圖3   CNC的基本表征： (a) CNC的XPS譜圖-S 2p；(b) CNC的Zeta電位圖；(c) CNC的水流體力學直徑圖；(d) CNC的熱重圖；(e) CNC的XRD譜圖；(f) CNC的紅外光譜圖Fig.3   Basic characterization of CNC： (a) XPS spectrum of CNC-S 2p; (b) Zeta potential map of CNC; (c) hydrodynamic diameter diagram of CNC; (d) TGA of CNC; (e) XRD spectrum of CNC; (f) FTIR of CNC

2.2 膜形態和表征

采用溶液澆筑法制備了CNC含量為1%~5%（質量分數）的雜化膜。如圖4的核磁共振測試結果表明SPEEK的磺化度為67%。膜的表面和橫截面SEM結果表明CNC與聚合物之間界面結合良好，沒有觀察到空隙存在（圖5）。隨著摻雜量的增加，膜內部褶皺逐漸明顯，當摻雜量達到4%、5%時CNC出現了團聚現象，這是由于填料之間的相互作用力超過了聚合物基質的分散能力，進而影響到膜的均勻性。水接觸角測試表明，隨著摻雜量的增加，膜的水接觸角逐漸減小，這是由于CNC具有高親水性（圖6）。
圖4   SPEEK的核磁共振譜圖Fig.4   NMR spectra of SPEEK
圖5   不同CNC摻雜量的SEM圖像： (a) SPEEK；(b) S/CNC-1；(c) S/CNC-3；(d) S/CNC-5Fig.5   SEM images with different CNC doping amounts: (a) SPEEK; (b) S/CNC-1; (c) S/CNC-3; (d) S/CNC-5
圖6   不同CNC摻雜量的水接觸角圖像： (a) SPEEK；(b) S/CNC-1；(c) S/CNC-3；(d) S/CNC-5Fig.6   Images of water contact angles with varying amounts of CNC doping: (a) SPEEK; (b) S/CNC-1; (c) S/CNC-3; (d) S/CNC-5
圖7（a）中，膜的X射線衍射圖譜進一步證實了CNC的成功引入，隨著CNC的摻入量增加，在衍射峰接近22°時對應于CNC的特征峰越明顯。通過熱重分析測量雜化膜的熱穩定性，在200~400℃范圍復合膜隨著CNC含量的增加質量損失變得更加明顯，這主要是CNC分解導致的[圖7（b）]。制備的膜的紅外光譜顯示在圖7(c)中，通過引入CNC，羥基伸縮振動峰發生紅移，這不僅證實了CNC的成功摻雜，同時表明CNC的—OH與SPEEK的—SO3H基團之間可能形成的氫鍵增強了氫鍵網絡的穩定性。
圖7   不同CNC摻雜量的數據分析： (a)不同CNC摻雜量的XRD譜圖；(b)不同CNC摻雜量的熱重曲線；(c)不同CNC摻雜量的FTIR譜圖Fig.7   Data analysis of different CNC doping amounts: (a) XRD spectra of different CNC doping amount; (b) TGA curves for different CNC doping levels; (c) FTIR spectra of different CNC doping amounts
膜的吸水率會影響質子傳輸能力，溶脹率則反映膜的尺寸穩定性。如圖8（a）所示，CNC表面上的羥基和磺酸基團的存在使它具有良好的的親水性，雜化膜的吸水能力明顯高于純膜，S/CNC-3的吸水率為32.7%，比純SPEEK高出6.2%。當摻雜量過高時，團聚導致吸水率發生部分下降。與此同時，由于CNC高縱橫比的骨架結構限制了聚合物鏈條的移動，雜化膜的溶脹率也受到了很好的限制，這對于抑制由活性離子透過隔膜造成電池容量衰減的現象是不可或缺的。膜的機械穩定性也是影響電池長期穩定運行的關鍵因素之一。由于CNC自身較高的強度，在添加CNC之后，雜化膜的拉伸強度顯著增強，其中S/CNC-3拉伸強度為43.3 MPa，明顯高于純SPEEK膜的27.5 MPa。當CNC含量為4%、5%時，自身的相互團聚產生了界面空隙，這可能導致應力分布不均，因而機械強度有所降低[圖8（b）]。
圖8   不同膜的物理性能測試： (a) 吸水率與溶脹比；(b) 拉伸強度Fig.8   Evaluation of physical properties of various membrane materials: (a) water absorption and swelling ratio; (b) tensile strength
具有高質子電導率的隔膜是液流電池實現較高能量效率的關鍵因素。CNC表面豐富的親水性—OH和—SO3H與水分子以及SPEEK形成的離子簇網絡作為質子傳輸位點，使得隔膜質子電導率得到了較大提升。如圖9（a）所示，S/CNC-3膜具有較高的質子電導率 (25 ℃時為0.073 S·cm-1)，高于純膜 (0.050 S·cm-1)。活性物質透過隔膜導致的交叉污染會使電池產生嚴重的自放電，從影響電池性能和使用壽命。如圖9（b）所示，釩離子滲透測試結果表明CNC的摻雜有效地抑制了釩離子的擴散。抗釩性能的提高是由于CNC晶體較高的縱橫比在很大程度上增加了釩離子的擴散路徑。最佳摻雜比下，S/CNC-3的釩離子滲透率為1.85×10-7 cm-2·min-1，遠優于SPEEK的3.49×10-7 cm-2·min-1。
圖9   SPEEK/CNC雜化膜與SPEEK的基礎性能： (a) 質子傳導率與面積電阻；(b) 釩離子滲透率Fig.9   Basic properties of SPEEK/CNC hybrid membranes and SPEEK: (a) proton conductivity and area resistance; (b) vanadium ion permeability

2.3 電池性能

在前面的研究中，對雜化膜與純膜進行了一系列的基本表征。為驗證其在液流電池中的可行性，組裝了全釩液流電池進行測試。將不同的膜在40~160 mA·cm-2的電流密度下進行充放電測試，如圖10所示，隨著電流密度的增加，電池CE逐漸增加，VE逐漸減小，前者可歸因于充電和放電時間減小導致的更小的釩離子滲透，后者是由于當施加的電流密度增加時電池的極化更高。通過對比也可以看出，雜化膜電池性能較純膜有明顯提升，對于不同的CNC摻雜量，S/CNC-3膜表現出最好的電池性能。當電流密度為40 mA·cm-2時，S/CNC-3表現出97.82%的CE，較純膜提升了0.73%，這與釩離子滲透結果一致，證實了CNC的加入提升了膜對于釩離子的阻擋作用。VE數據結果表明，CNC摻雜量為3%時，雜化膜在120 mA·cm-2的電流密度下表現出最高的VE（88.7%），遠遠超過SPEEK膜（78.3%）[圖10（b）]，表明CNC的引入有利于質子傳輸。
圖10   不同膜的單電池性能： (a) 庫侖效率；(b) 電壓效率；(c) 能量效率Fig.10   Performance of VFB single cells with different membranes: (a) coulombic efficiency; (b) voltage efficiency; (c) energy efficiency
圖11比較了在40~120 mA·cm-2的電流密度下與SPEEK和S/CNC-3膜組裝的VFB的充放電曲線。在相同的電流密度下，與SPEEK膜相比，S/CNC-3膜顯示出更低的充電電壓和更高的放電電壓，同時也具有更高的充放電容量，這主要得益于S/CNC-3膜的高質子電導率。
圖11   40~120 mA·cm-2下不同膜的電壓曲線： (a) SPEEK；(b) S/CNC-3Fig.11   Voltage curves of different membranes at 40—120 mA·cm-2: (a) SPEEK; (b) S/CNC-3
長期穩定性測試用于進一步驗證雜化膜的性能。如圖12（a）所示，與純SPEEK膜相比，雜化膜的VE提升顯著，長期穩定性也得到了較大提升。純SPEEK膜經60次循環后容量保持率為70.1%，容量衰減率為0.74%/循環。相比之下，S/CNC-3膜在60次循環后的容量保持率為94.4%，平均放電容量衰減僅為0.14%/循環[圖12（b）]。
圖12   SPEEK膜與S/CNC-3膜在120 mA·cm-2下的循環穩定性： (a) 120 mA·cm-2下的長循環穩定性；(b) 放電容量保持率Fig.12   Cycling stability of SPEEK membrane along with S/CNC-3 membrane at 120 mA·cm-2: (a) cycling stability at 120 mA·cm-2; (b) discharge capacity retention

3 結 論

本研究將纖維素納米晶CNC引入SPEEK聚合物中制備了高性能的質子傳導膜。均勻分布的CNC有效提升了隔膜的親水性和機械強度，同時提高了隔膜對釩離子的阻隔能力。此外，CNC和SPEEK的磺酸基團以及水分子之間形成的離子簇通道有效地提升了質子傳導率。電池測試結果表明，采用S/CNC-3膜組裝的全釩液流電池在120 mA·cm-2的電流密度下展現出約98.8%的庫侖效率和高達87.6%的能量效率，并實現了比SPEEK膜（0.74%/循環）更低的容量衰減（0.14%/循環）。豐富且低成本的S/CNC-3膜為設計和制備大規模工業化高穩定性質子交換膜提供了一種有前景廣闊的策略。

Cellulose nanocrystals-doped hybrid matrix membranes for vanadium flow battery

LIU Xin 1,3 ZHENG Haoren 1,3CHEN Qiang 1DING Jingyi 3HUANG Kang 1,3 XU Zhi 2 

（1. College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, Jiangsu, China； 2. State Key Laboratory of Chemical Engineering, School of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China； 3. Suzhou Laboratory, Suzhou 215125, Jiangsu， China ）

Abstract: A cellulose nanocrystal (CNC)-doped sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK) hybrid matrix membrane was designed for vanadium redox flow batteries. The abundant hydroxyl and sulfonic acid groups on the surface of CNC enhances its hydrophilicity and improves filler-polymer interfacial compatibility. Additionally, the high crystallinity and aspect ratio of CNC provide the membrane with high stability and effective ion barrier properties under harsh acidic and oxidative conditions. The abundant —OH groups on the CNC surface, combined with the —SO3H groups in SPEEK, created interconnected hydrophilic ion nanoclusters, resulting in excellent proton conductivity of 0.073 S·cm-1. The assembled battery using this membrane achieves a voltage efficiency (VE) of 88.7% at 120 mA·cm-2, significantly surpassing that of the SPEEK membrane (78.3%), indicating that SPEEK/CNC membrane has good application prospects in all-vanadium liquid flow batteries.
Keywords: vanadium redox flow battery；hybrid matrix membrane；cellulose nanocrystal

第一作者：劉鑫（1999—），男，博士研究生，liuxin@njtech.edu.cn

通訊作者：黃康（1989—），男，博士，教授，kanghuang@njtech.edu.cn；徐至（1986—），男，博士，教授，zhixu@ecust.edu.cn



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