Room-Temperature Superprotonic Conductivity beyond 10–1 S cm–1 in a Co(II) Coordination Polymer

化学 电导率 聚合物 质子 固态 工作(物理) 导电体 配位聚合物 无机化学 物理化学 热力学 有机化学 核物理学 复合材料 物理 材料科学
作者
Shyam Chand Pal,Debolina Mukherjee,Yasaswini Oruganti,Byoung Gwan Lee,Dae‐Woon Lim,Bikram Pramanik,Arun K. Manna,Madhab C. Das
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (21): 14546-14557 被引量:58
标识
DOI:10.1021/jacs.4c01113
摘要

An efficient design of crystalline solid-state proton conductors (SSPCs) is crucial for the progress of clean energy applications. Developing such materials to make them work at room temperature with a conductivity of ≥10 –1 S cm –1 is of significant interest in terms of technical and commercial aspects. Utilizing the recently highlighted “coordinated-water-driven proton conduction” approach, herein, we have rationally synthesized two highly stable and scalable 1D Co(II) coordination polymers (CPs) as SSPCs, PCM-2 {[Co(bpy)(H 2 O) 2 (NO 3 ) 2 ]·H 2 O} n and PCM-3 {[Co 2 (bpy) 2 (SO 4 ) 2 (H 2 O) 6 ].4H 2 O} n, with distinct alignments in coordinated water and coordinated oxo-anions (nitrate and sulfate, respectively). The acidity of the metal-bound water molecules in PCM-2 is further enhanced through cooperative long-range continuous H bonds with coordinated Brønsted basic nitrates (proton acceptors), leading to ultrahigh superprotonic conductivities even at 25 °C (1.03 × 10 –1 S cm –1 under 95% RH), and reached a maximum of 2.99 × 10 –1 S cm –1 at 85 °C (95% RH). The conductivity at 25 °C is even higher than that of commercial Nafion 117 (6.74 × 10 –2 S cm –1 at 100% RH). The absence of such an H-bonding interaction in PCM-3 (closed loops) resulted in a lesser conductivity of 5.87 × 10 –5 S cm –1 (95% RH, 85 °C). PCM-2 represents the first example of SSPC exhibiting conductivity in the order 10 –1 S cm –1 at ambient temperature (25 °C) with excellent recyclability.
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
失眠的惜海完成签到,获得积分10
刚刚
冷酷的苗条完成签到 ,获得积分10
4秒前
秋风的应助被风格采纳,获得30
6秒前
危险的鲅鱼完成签到 ,获得积分10
7秒前
老迟到的小松鼠完成签到,获得积分10
10秒前
yunsww完成签到,获得积分10
11秒前
loga80完成签到,获得积分0
12秒前
活力的鹰完成签到 ,获得积分10
14秒前
付华完成签到,获得积分10
15秒前
wzk完成签到,获得积分10
16秒前
雪山大地完成签到,获得积分10
16秒前
徐伟业完成签到 ,获得积分10
16秒前
LaixS完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
要笑cc完成签到,获得积分0
20秒前
20秒前
宣宣宣0733完成签到,获得积分0
22秒前
cdercder的应助被雪山大地采纳,获得10
23秒前
zhangyiming发布了新的文献求助10
24秒前
胡质斌完成签到,获得积分0
24秒前
白雪完成签到,获得积分10
24秒前
默默然完成签到 ,获得积分10
25秒前
跳跃的鹏飞完成签到 ,获得积分0
27秒前
徐甜完成签到 ,获得积分10
29秒前
沙洲完成签到 ,获得积分10
30秒前
tt完成签到,获得积分10
33秒前
郭强完成签到,获得积分10
34秒前
verymiao完成签到 ,获得积分10
41秒前
乖咪甜球球完成签到 ,获得积分10
42秒前
xfy的应助被科研通管家采纳,获得20
49秒前
李爱国的应助被科研通管家采纳,获得10
50秒前
科目三的应助被科研通管家采纳,获得10
50秒前
51秒前
boohey完成签到 ,获得积分10
52秒前
shery完成签到,获得积分20
53秒前
53秒前
58秒前
yang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研爱好者完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李煜琛完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7785536
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9324425
关于积分的说明 20398659
捐赠科研通 7374132
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3321366
关于科研通互助平台的介绍 2469420
邀请新用户注册赠送积分活动 2337778