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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Yue,&#x20;Xiujun</dcvalue>
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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lim,&#x20;Hee-Dae</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Liu,&#x20;Ping</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-01-19T20:32:01Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-01-19T20:32:01Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2021-09-02</dcvalue>
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<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Membranes&#x20;for&#x20;flow&#x20;batteries&#x20;need&#x20;to&#x20;have&#x20;both&#x20;high&#x20;ionic&#x20;conductivity&#x20;and&#x20;selectivity.&#x20;The&#x20;selectivity&#x20;is&#x20;particularly&#x20;important&#x20;for&#x20;systems&#x20;involving&#x20;two&#x20;different&#x20;species,&#x20;such&#x20;as&#x20;Fe&#x2F;Cr,&#x20;since&#x20;any&#x20;crossover&#x20;is&#x20;irreversible.&#x20;However,&#x20;most&#x20;membranes&#x20;suffer&#x20;from&#x20;a&#x20;trade-off&#x20;between&#x20;these&#x20;two&#x20;properties.&#x20;We&#x20;addressed&#x20;this&#x20;issue&#x20;by&#x20;fabricating&#x20;a&#x20;composite&#x20;cation&#x20;exchange&#x20;membrane&#x20;with&#x20;a&#x20;hierarchical&#x20;structure&#x20;to&#x20;ensure&#x20;mechanical&#x20;stability,&#x20;conductivity,&#x20;and&#x20;selectivity.&#x20;The&#x20;membrane&#x20;featured&#x20;a&#x20;dense,&#x20;crack-free&#x20;tungsten&#x20;oxide&#x20;coating&#x20;layer&#x20;on&#x20;Nafion&#x20;that&#x20;also&#x20;penetrated&#x20;into&#x20;the&#x20;Nafion&amp;apos;s&#x20;hydrophilic,&#x20;ionic&#x20;cluster&#x20;regions.&#x20;The&#x20;oxide&#x20;inside&#x20;the&#x20;polymer&#x20;was&#x20;synthesized&#x20;in&#x20;situ&#x20;in&#x20;the&#x20;hydrophilic&#x20;regions,&#x20;while&#x20;the&#x20;sol-gel&#x20;method&#x20;was&#x20;used&#x20;to&#x20;coat&#x20;the&#x20;oxide&#x20;on&#x20;the&#x20;polymer.&#x20;The&#x20;oxide&#x20;inside&#x20;Nafion&#x20;reduced&#x20;water&#x20;uptake&#x20;and&#x20;swelling&#x20;ratio,&#x20;which&#x20;are&#x20;essential&#x20;to&#x20;ensure&#x20;the&#x20;adhesion&#x20;of&#x20;the&#x20;top&#x20;oxide&#x20;layer&#x20;on&#x20;Nafion.&#x20;The&#x20;top&#x20;dense&#x20;oxide&#x20;layer&#x20;served&#x20;as&#x20;a&#x20;highly&#x20;selective&#x20;membrane&#x20;for&#x20;cation&#x20;transport.&#x20;Maintaining&#x20;comparable&#x20;conductivities,&#x20;the&#x20;membrane&#x20;showed&#x20;that&#x20;the&#x20;permeabilities&#x20;for&#x20;Fe(ii)&#x20;and&#x20;Cr(iii)&#x20;ions&#x20;decrease&#x20;by&#x20;an&#x20;order&#x20;of&#x20;magnitude&#x20;as&#x20;compared&#x20;to&#x20;those&#x20;for&#x20;Nafion&#x20;(from&#x20;2.66&#x20;x&#x20;10(-7)&#x20;cm(2)&#x20;s(-1)&#x20;and&#x20;8.84&#x20;x&#x20;10(-8)&#x20;cm(2)&#x20;s(-1)&#x20;to&#x20;2.31&#x20;x&#x20;10(-8)&#x20;cm(2)&#x20;s(-1)&#x20;and&#x20;8.34&#x20;x&#x20;10(-9)&#x20;cm(2)&#x20;s(-1),&#x20;respectively).&#x20;Noticeably,&#x20;the&#x20;oxide&#x20;coating&#x20;layer&#x20;showed&#x20;three&#x20;orders&#x20;of&#x20;magnitude&#x20;lower&#x20;permeability&#x20;than&#x20;Nafion.&#x20;When&#x20;applied&#x20;in&#x20;a&#x20;lab-scale&#x20;Fe&#x2F;Cr&#x20;flow&#x20;battery,&#x20;the&#x20;cycling&#x20;stability&#x20;significantly&#x20;improved&#x20;due&#x20;to&#x20;the&#x20;much&#x20;reduced&#x20;crossover.&#x20;This&#x20;new&#x20;membrane&#x20;design&#x20;can&#x20;be&#x20;extended&#x20;to&#x20;other&#x20;polymer&#x20;membranes&#x20;and&#x20;holds&#x20;promise&#x20;for&#x20;applications&#x20;in&#x20;a&#x20;variety&#x20;of&#x20;flow&#x20;batteries.</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">JOURNAL&#x20;OF&#x20;MATERIALS&#x20;CHEMISTRY&#x20;A,&#x20;v.7,&#x20;no.10,&#x20;pp.5794&#x20;-&#x20;5802</dcvalue>
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