Durable Proton Exchange Membrane Based on Polymers of Intrinsic Microporosity for Fuel Cells

材料科学 质子交换膜燃料电池 化学工程 聚合物 微型多孔材料 磷酸 耐久性 复合材料 燃料电池 化学 生物化学 工程类 冶金
作者
Xiaocheng Yang,Zhiming Feng,Mustafa Alshurafa,Ming Yu,Andrew B. Foster,Heng Zhai,Tianmu Yuan,Yiheng Xiao,Carmine D’Agostino,Ling Ai,María Pérez-Page,Keenan Smith,Fabrizia Foglia,Adam J. Lovett,Thomas S. Miller,Jianuo Chen,Peter M. Budd,Stuart M. Holmes
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (19): e2419534-e2419534 被引量:27
标识
DOI:10.1002/adma.202419534
摘要

High-temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFCs) is regarded as a promising energy conversion system owing to simplified water management and enhanced tolerance to fuel impurities. However, phosphoric acid (PA) leaching remains a critical issue, diminishing energy density and durability, posing significant obstacle to the commercial development of HT-PEMFCs. To address this, composite membranes incorporating the carboxylic acid-modified polymer of intrinsic microporosity (cPIM-1) are designed as framework polymer, blended with polyvinylpyrrolidone (PVP) for HT-PEMFCs. The Lewis acid-base interactions between cPIM-1 and PVP created an extensive hydrogen-bonding network, improving membrane compatibility. The optimized microporous structure and multiple anchoring sites gave rise to "domain-limited" PA clusters, enhancing the capillary effect. Simultaneously, improved hydrophobicity synergistically optimizes catalytic interface, promoting continuous and stable proton transfer. The HT-PEMFCs based on PVP/cPIM-1 composite membrane achieved a peak power density of 1090.0 mW cm-2 at 160 °C, representing a 152% improvement compared to PVP/PES membrane. Additionally, it demonstrated excellent durability, with a voltage decay of 0.058 mV h-1 over 210 h of accelerated stress test corresponds to more than 5000 h of constant current density durability test. This study presents a promising strategy for the development of high-performance and durable novel membranes in various energy conversion systems.
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
alanbike完成签到,获得积分10
5秒前
热带蚂蚁完成签到 ,获得积分0
9秒前
无花果应助三心草采纳,获得10
29秒前
leilei完成签到,获得积分10
37秒前
乐正怡完成签到 ,获得积分0
38秒前
wyh完成签到,获得积分10
43秒前
123456完成签到 ,获得积分10
44秒前
horse完成签到,获得积分10
48秒前
1分钟前
风笛完成签到 ,获得积分10
1分钟前
美满惜寒完成签到,获得积分10
1分钟前
675完成签到,获得积分10
1分钟前
Temperature完成签到,获得积分10
1分钟前
cityhunter7777完成签到,获得积分10
1分钟前
悦耳的保温杯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
BMG完成签到,获得积分10
1分钟前
真的OK完成签到,获得积分0
1分钟前
洋芋饭饭完成签到,获得积分10
1分钟前
喜喜完成签到,获得积分10
1分钟前
tingting完成签到,获得积分10
1分钟前
guoyufan完成签到,获得积分10
1分钟前
呵呵哒完成签到,获得积分10
1分钟前
yzz完成签到,获得积分10
1分钟前
prrrratt完成签到,获得积分10
1分钟前
Syan完成签到,获得积分10
1分钟前
张浩林完成签到,获得积分10
1分钟前
朝夕之晖完成签到,获得积分10
1分钟前
zwzw完成签到,获得积分10
1分钟前
王jyk完成签到,获得积分10
1分钟前
清水完成签到,获得积分10
1分钟前
qq完成签到,获得积分10
1分钟前
阳光完成签到,获得积分10
1分钟前
runtang完成签到,获得积分10
1分钟前
ys1008完成签到,获得积分10
1分钟前
ferritin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
共享精神应助livra1058采纳,获得10
1分钟前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
zhangpeipei完成签到,获得积分10
1分钟前
WL完成签到 ,获得积分10
1分钟前
等待小丸子完成签到,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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6515653
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308719
关于积分的说明 17757469
捐赠科研通 5617624
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925117
邀请新用户注册赠送积分活动 1902093
关于科研通互助平台的介绍 1763452