Constructing novel cross-linked polybenzimidazole network for high-performance high-temperature proton exchange membrane

磷酸 质子交换膜燃料电池 电导率 共价键 质子 化学工程 质子输运 材料科学 羟甲基 化学 高分子化学 有机化学 物理化学 生物化学 物理 量子力学 工程类
作者
Jinwu Peng,Xian‐Zhu Fu,Jing‐Li Luo,Yi Liu,Lei Wang,Xiaojun Peng
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:643: 120037-120037 被引量:98
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2021.120037
摘要

Compared with linear polybenzimidazole (PBI) membranes, cross-linked phosphoric acid (PA)-PBI membranes with superior mechanical strength have greater potential for application in high-temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFCs). However, performances of conventional cross-linked membranes are usually limited by densely cross-linked network, and reduced concentration of proton-conductive imidazole units. Therefore, it still remains a big challenge to fabricate high-performance cross-linked PA-PBI membranes. Herein, we build covalently cross-linked PBI network using commercially available 2,6-bis(hydroxymethyl)-4-methylphenol (BHMP) as cross-linking agent through a well-established film-forming process. The optimized covalently cross-linked network can combine high mechanical properties, desired proton conductivity as well as excellent fuel cell performance, owing to a loose but tough cross-linked molecular structure and existence of favorable additional hydroxyl for proton transport. Especially, the covalently cross-linked membrane with BHMP content of 1% display a high proton conductivity of 168.4 mS cm−1 and a good power density of 597.5 mW cm−2 at 160 °C without humidification, outperforming the pristine OPBI membrane. Additionally, in long-term durability test, the voltage decay of cross-linked membrane is low (0.0212 mV h−1) at current density of 200 mA cm−2, suggesting an excellent membrane stability.
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
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
天气一级棒完成签到,获得积分10
1秒前
5秒前
6秒前
8秒前
8秒前
zhuminghui发布了新的文献求助10
9秒前
柚仝发布了新的文献求助10
9秒前
斯文败类应助高大侠采纳,获得10
10秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
科研通AI5应助mariawang采纳,获得10
11秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
Samia完成签到,获得积分10
11秒前
机智的乌发布了新的文献求助10
11秒前
qiulong发布了新的文献求助10
13秒前
chinaclfeng完成签到,获得积分10
13秒前
123发布了新的文献求助10
14秒前
Zhy完成签到,获得积分10
16秒前
机智的乌完成签到,获得积分10
17秒前
星星星醒醒完成签到,获得积分10
18秒前
osmanthus应助123采纳,获得10
19秒前
归尘应助123采纳,获得10
19秒前
20秒前
共享精神应助zhuminghui采纳,获得10
21秒前
caihong1完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mindfulness and Character Strengths: A Practitioner's Guide to MBSP 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3776552
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3322124
关于积分的说明 10208682
捐赠科研通 3037339
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1666647
邀请新用户注册赠送积分活动 797603
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757893