质子交换膜作为钒液流电池的关键材料之一,其质子选择性决定钒电池的最终性能。本文对氧化石墨烯(GO)进行磺化改性得到其衍生物GO-SO_3H(SGO),以SPEEK为基质,通过掺杂方式制备一系列质子交换膜(SPEEK/SGO,简写为S/SGO),对膜的含水率、离子交换容量、面电阻、质子电导率、钒离子渗透率、力学性能以及耐氧化性进行表征,并研究不同SGO含量共混膜的相关电池性能。SEM显示SGO在SPEEK基质中可较好分散,并且,SGO的加入提高了吸水率和质子电导率,S/SGO-1膜的质子选择性[14.14×10~4(S·min)/cm^3]比SPEEK膜[8.49×10~4(S·min)/cm^3]提高了66.5%。在50 m A/cm^2电流密度下电池性能测试中,S/SGO-1膜的能量效率达到87.8%,自放电时间可达78 h,是Nafion115膜(30 h)的2.6倍。
