能源需求的增长和化石燃料资源的日益枯竭需要可持续的能源替代方案,例如可再生清洁能源等。然而,可再生能源的不稳定性往往会导致低质量的输出功率。在储能系统中,全钒液流电池(VRFB)由于其使用寿命长,输出功率稳定且在大型应用中具有良好的安全性,因此已被广泛使用。作为VRFBs的关键组成部分,质子交换膜已经成为限制VRFBs发展的重要因素。在过去的几年中,商用Nafion膜是液流电池中最好的可用膜和常用膜。但是,Nafion膜的价格已达到500～1000美元每平米,这也限制了其在VRFB中的进一步商业化。因此,开发具有更低成本和优异的电化学性能的膜是十分有意义的。聚苯并咪唑(PBI)质子交换膜在全钒液流电池系统中显示出了良好的应用前景。通常采用H3PO4掺杂来优化PBI膜的电导率,经过H3PO4掺杂后,PBI聚合物主链上咪唑中的正电荷可以排斥钒离子,而过量的游离H3PO4分子导致更高的电导率。因此,本文以PBI为原料制备了不同的质子交换膜,并进行了进一步的研究。在本文中,通过将多孔聚乙烯(PE)基材和聚苯并咪唑树脂组合用于钒氧化还原液流电池(VRFB),制得了填充孔道的PE/PBI质子交换膜。PE基材不仅优化了复合膜的结构,而且大大降低了成本。与Nafion212和纯PBI膜相比,PE/PBI复合膜在100-200 mA cm-2的电流密度范围内具有更高的能量效率(88.62%-80.11%),并且在180 mA cm-2的150个循环内,该复合膜可保持稳定的充放电性能,并具有较慢的容量衰减率。另外,为了解决由于磷酸泄漏引起的PBI材料寿命缩短和磷酸掺杂后PBI膜电导率较低的问题,本文采用多巴胺分子原位生长的方式对PBI膜进行了处理,并对不同处理时间的复合膜电化学性能进行了测试。结果表明,复合膜表面多巴胺分子中氨基的存在增强了酸碱对间的相互作用,改善了复合膜的质子传导性。与纯的PBI膜相比,经过多巴胺溶液处理16 h的PBI-NH2-16复合膜不仅具有更好的单电池效率,而且在150个循环内显示出更长的循环寿命。