质子交换膜（PEM）作为新能源领域的关键材料，广泛应用于电解水制氢、燃料电池以及全钒液流电池(VRFB)等领域。本工作将含有氨基的聚醚砜聚合物(N-PES)引入到含有共价交联侧链的两性聚醚醚酮(CS-S)基体中，制备了一种高性能复合质子交换膜(CS/NP)。N-PES聚合物链段通过离子交联穿插嵌入CS-S共价交联网络框架中，在复合膜中形成交联穿插网络。这种结构与官能团之间的多重相互作用协调并诱导了长程质子传输通道，使得复合膜在具有超高尺寸稳定性和循环稳定性的同时具有优异的质子传导率。装配CS/NP-10的VRFB单电池在200 mA cm-2下超高的EE值—78.3%，远高于Nafion 212 (64.0%)、SPEEK (65.4%)和CS-S膜 (67.9%)。此外，CS/NP-10膜在150 mA cm-2下循环500次后，其EE仍保持在82.5%以上，这证实了其出色的循环耐久性和结构稳定性。这种基于共价交联基质和离子交联穿插增强的协同调节方法显著提高了质子电导率和电池性能，为设计高性能、低成本的VRFB质子交换膜材料提供了重要参考。
该研究结果以“High-performance amphoteric poly (ether ether ketone) composite membrane regulated by cross-linked interspersed structure for vanadium redox flow battery”为题发表在工程技术类2区TOP期刊Journal of Energy Storage上。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.est.2024.113601