Incorporating graphene oxide into COF membranes enables ultrahigh proton conductivity and ultralow H2 crossover

石墨烯 氧化物 电导率 电化学 材料科学 离子电导率 化学工程 质子交换膜燃料电池 纳米技术 质子输运 质子 高分子化学 化学 电解质 电极 物理化学 物理 工程类 量子力学 冶金 生物化学
作者
Na Xing,Xiao Pang,Qinglin Meng,Zhong Gao,Leilang Zhang,Sijia Wang,Ziwen Liu,Yan Kong,Cuiting Ding,Hong Wu,Zhongyi Jiang
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:688: 122103-122103 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2023.122103
摘要

Proton exchange membranes (PEMs) are the core components of electrochemical hydrogen energy production, storage and conversion devices. It is a great challenge to develop PEMs with a combination of high proton conductivity, minimal H2 crossover and mechanical robustness for achieving high efficiency and long-term stability in these devices. Here, a co-assembled PEM composed of ionic covalent organic framework (iCOF) nanosheets and functionalized graphene oxide (GO) nanosheets was presented. The iCOF (TpPa-SO3H) nanosheets and polydopamine-modified graphene oxide (DGO) nanosheets were co-assembled into TpPa-SO3H/DGO mixed nanosheets with ultrahigh aspect ratio, which were readily further processed into TpPa-SO3H/DGO co-assembled membranes. The abundant and uniformly distributed –SO3H groups on TpPa-SO3H nanosheets and the acid-base pairs formed between TpPa-SO3H and DGO nanosheets promoted proton conduction significantly. Additionally, the dense structured DGO nanosheets inhibited H2 crossover remarkably, and the multiple interactions between TpPa-SO3H and DGO nanosheets enhanced mechanical strength. The resultant TpPa-SO3H/DGO co-assembled membrane exhibited an ultrahigh proton conductivity of 916.4 mS cm−1 (80 °C, 100% RH), an unprecedently low H2 crossover of 9.7 barrer and a sufficient tensile stress of 87.8 MPa. The enhanced proton conduction and H2 barrier property led to enhanced performance in both electrochemical hydrogen compression and single hydrogen fuel cells.
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
难过的糜完成签到,获得积分10
2秒前
崔宁宁完成签到 ,获得积分10
4秒前
黄春天完成签到 ,获得积分10
5秒前
梦想去广州当靓仔完成签到 ,获得积分10
6秒前
困困困完成签到 ,获得积分10
18秒前
Seldomyg完成签到 ,获得积分10
19秒前
王一生完成签到,获得积分10
21秒前
西西4号完成签到 ,获得积分10
21秒前
kedaya应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
flsxx完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
好名字完成签到 ,获得积分10
35秒前
糕糕发布了新的文献求助10
35秒前
张润泽完成签到 ,获得积分10
38秒前
roundtree完成签到 ,获得积分0
40秒前
深情安青应助糕糕采纳,获得30
50秒前
闪闪的荔枝完成签到 ,获得积分10
52秒前
爱撒娇的孤丹完成签到 ,获得积分10
55秒前
hhf完成签到,获得积分10
1分钟前
吴邪完成签到,获得积分10
1分钟前
澄碧千顷完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Never stall完成签到 ,获得积分10
1分钟前
aupgs完成签到 ,获得积分10
1分钟前
丰富的硬币完成签到 ,获得积分10
1分钟前
是小小李哇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
不安青牛完成签到,获得积分0
1分钟前
Chloe完成签到 ,获得积分10
2分钟前
连难胜完成签到 ,获得积分10
2分钟前
独步出营完成签到 ,获得积分10
2分钟前
FashionBoy应助是小小李哇采纳,获得10
2分钟前
russing完成签到 ,获得积分10
2分钟前
laohu完成签到,获得积分10
2分钟前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
胖胖完成签到 ,获得积分0
2分钟前
2分钟前
贪玩的半仙完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
研友_Z7XY28完成签到 ,获得积分10
2分钟前
喵喵完成签到 ,获得积分10
2分钟前
小young完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
The three stars each : the Astrolabes and related texts 550
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 500
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
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 2401382
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2101071
关于积分的说明 5297144
捐赠科研通 1828771
什么是DOI,文献DOI怎么找? 911475
版权声明 560333
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 487273