In Situ Polymerization-Mediated Cross-Linking of the MOF Using Poly(1-vinylimidazole) in SPEEK Fuel Cells

高分子化学 磺酸 质子交换膜燃料电池 材料科学 聚合 化学工程 电导率 热稳定性 乙醚 吸附 芳烯 自由基聚合 聚合物 化学 复合材料 有机化学 芳基 烷基 物理化学 生物化学 工程类
作者
Madhuparna Ray,Paresh Kumar Samantaray,Yuvraj Singh Negi
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (7): 4704-4715 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsapm.3c00287
摘要

A unique zirconium-based microporous MOF-808 constructed from Zr6 nodes (Zr6O4(OH)4) and BTC (benzene-1,3,5-tricarboxylic acid) synthesized herein has been further tailored by radical in situ polymerization of 1-vinylimidazole alongside N,N′-methylene-bis(acrylamide) as the cross-linker after their adsorption inside MOF pore channels. The cross-linked architectures were incorporated as fillers at 2 and 4 wt % in sulfonated poly (ether ether ketone) (SPEEK) solution to formulate mixed-matrix composite Proton Exchange Membranes (PEMs). The composite membranes displayed considerably higher proton conductivity, improved fuel cell performance, and thermal stability than pristine SPEEK. The highly ordered crystal-controlled 3D polymeric cross-linked networks created in the MOF channels address the undesirable leaching associated with adding low-molecular-weight azoles in membranes. Additionally, it generates highly ordered long-range proton-conducting channels through the MOF pores. The acid–base interaction between the imidazole and sulfonic functional groups causes the conductivity of protons to increase to 0.05 S/cm at 80 °C and 70% RH for the S4P3M membrane containing 4 wt % complex filler, which is 16.6-fold higher than that of pure SPEEK. The membrane retains a proton conductivity of up to 0.04 S/cm at 100 °C and 40% RH, indicating its proton-conducting abilities at low humidity conditions. Furthermore, S4P3M achieves a peak power density of 310 mW/cm2 at 60 °C and 347 mW/cm2 at 80 °C under 70% relative humidity, which are higher than those in several other reported literature studies on SPEEK-based membranes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
小蘑菇应助12chow chow采纳,获得10
1秒前
Sir.夏季风发布了新的文献求助10
1秒前
Laura发布了新的文献求助10
1秒前
莎莎莎完成签到,获得积分10
3秒前
6秒前
6秒前
ygh完成签到,获得积分10
6秒前
心灵美的修洁完成签到 ,获得积分10
6秒前
Ari_Kun完成签到,获得积分10
6秒前
j123456完成签到,获得积分10
6秒前
丙子哥发布了新的文献求助10
10秒前
SOLOMON应助ziyue采纳,获得10
10秒前
11秒前
段盼兰完成签到,获得积分0
12秒前
刘先生发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
风也不来完成签到 ,获得积分10
15秒前
俭朴的世立完成签到,获得积分10
16秒前
Jialing完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI2S应助Atlantis采纳,获得10
18秒前
19秒前
oncoma完成签到 ,获得积分10
19秒前
annie完成签到,获得积分10
20秒前
圆仔完成签到,获得积分10
20秒前
Jialing发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
TYY完成签到,获得积分10
22秒前
amy完成签到,获得积分20
23秒前
想个名字完成签到 ,获得积分10
24秒前
amy发布了新的文献求助30
25秒前
北栀发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
epmoctzyw完成签到 ,获得积分10
28秒前
丙子哥发布了新的文献求助10
31秒前
顺利毕业完成签到,获得积分10
31秒前
研友_gnv61n完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
Glossary of Geology 400
Additive Manufacturing Design and Applications 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2476092
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2140468
关于积分的说明 5455077
捐赠科研通 1863811
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926556
版权声明 562846
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495755