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随着化石燃料消耗量的大幅飙升以及由此导致的环境恶化，迫切需要发展可再生能源和能源储存/转换技术。利用具有高能效和成本效益的聚合物材料是非常有趣的研究领域之一。 在本文介绍了用于可持续高效储能和转换系统的新型聚合物材料的创新和开发方法。 聚合物材料的重要性 许多储能和转换技术，包括电池、超级电容器和燃料电池，都使用聚合物材料。 与传统材料相比，聚合物材料具有多种优点，包括弹性、重量轻和加工简单。此外，它们提供了更广泛的优势特性，包括高导电性和低电阻，这使它们特别适合于储能设备。 聚合物电解质：一种新的创新 电池是现代储能系统不可或缺的一部分，用于为从电动汽车到蜂窝设备的所有设备供电。在传统电池中，液体或凝胶电解质有助于离子的通过。 与传统电解质相比，聚合物电解质具有几个优点：首先，它们是不可燃的，这使得它们在电动汽车等应用中的使用更加安全；其次，它们可以设计成比传统电解质具有更高的离子电导率，使它们能够在给定的电池尺寸和重量下产生更多的电流。
发表在《Advanced Energy Materials》杂志上的一篇研究文章重点关注聚合物电解质在各种类型电池中的使用，如锂离子电池（LIBs）和锌离子电池（ZIBs）。由于其低成本、生物相容性和高丰度，它们正变得越来越受欢迎。
PE主要可分为固体聚合物电解质（SPE）、凝胶聚合物电解质（GPE）和混合聚合物电解质（HPE）。每一种都由聚合物链和基于盐的介质组成。锌化合物可以通过SPE中的聚合物链溶解。GPE是通过将锌离子与溶剂结合形成聚合物而产生的。锌盐通常溶解在用于交联或共聚HPE的聚合物中，其中锌盐通常交联或共聚。 用于储能和转换的导电聚合物 导电聚合物是另一种有趣的聚合物材料。这些材料由于其优异的导电性而被研究用作电池组和超级电容器的电极。聚苯胺和聚噻吩的特殊导电性和离子导电性正在受到关注。然而，导电聚合物的主要缺点之一是其机械坚固性低，这可能导致电极变形和器件效能降低。 除了在储能和转换技术中用作功能材料外，聚合物还被用作防腐涂层。腐蚀是电力系统中的一个重要问题，尤其是在海上涡轮机以及石油和天然气管道等恶劣环境中。 聚合物基燃料电池 聚合物基燃料电池在能量转换方面的潜在应用也正在研究中。最近发表在《 Journal of Energy Research》上的一篇文章聚焦于聚偏二氟乙烯燃料电池用于储能目的。
聚偏二氟乙烯（PVDF）是一种广泛使用的介电储能物质，具有优异的机械性能、导热性、高介电强度、绝缘性能和适度的重量，是一种广泛应用的介电储能材料。将具有高介电常数的添加剂（即基于聚合物的纳米复合材料）掺入PVDF基质中，可获得高能量密度和效率。PVDF基复合膜的应用包括电容器纳米发电机、燃料电池、脉冲功率储能、微型电容器和能量收集应用等。 |
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