Polyoxometalate-Cross-Linked Proton Exchange Membranes with Post-Assembled Nanostructures for High-Temperature Proton Conduction

多金属氧酸盐 电导率 电解质 化学工程 材料科学 超级电容器 质子输运 电容 聚乙烯吡咯烷酮 聚合物 高分子化学 化学 纳米技术 电极 物理化学 催化作用 有机化学 复合材料 生物化学 工程类
作者
Minghao Zeng,Wenqi Liu,Haikun Guo,Tingting Li,Qijia Li,Chengji Zhao,Xiaojin Li,Haolong Li
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (7): 9058-9069 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acsaem.2c01508
摘要

High-temperature proton exchange membranes (HT-PEMs) are key components in high-temperature energy storage and conversion technologies, which require excellent proton conductivity and mechanical strength. However, it is difficult for HT-PEMs to balance their mechanical and conductive properties. Here, we present a strategy to prepare HT-PEMs based on the combination of polyoxometalate (POM)-dominated noncovalent cross-linking and H3PO4 (PA)-induced post-assembly. Hybrid membranes containing polyvinylpyrrolidone (PVP), poly(terphenyl piperidine) (PTP), and H3PW12O40 (PW) are prepared, where the polymers are electrostatically cross-linked by PW and maintain certain mobility. When the membranes adsorb PA, the polarity difference between the PVP–PW–PA moieties and the PTP–PW–PA moieties increases, causing the chains to rearrange into bicontinuous structures via a post-assembly process. The resultant membranes show a break strength over 7 MPa and a proton conductivity of ∼55 mS cm–1 at 160 °C. The high-temperature supercapacitors based on such membranes exhibit a specific capacitance of 145.4 F g–1 and a capacitance retention of 80% after 3000 charge–discharge cycles at 150 °C. Their H2/air fuel cells display a peak power of 273.6 mW cm–2 at 160 °C. This work provides a paradigm for using POMs as dynamic cross-linkers to fabricate nanostructured PEMs, which paves a feasible route to developing high-performance electrolyte materials.
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
怕黑忆南完成签到 ,获得积分10
刚刚
枯藤老柳树完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
文献发布了新的文献求助10
1秒前
东晓发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
小兰花完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Catalysis123发布了新的文献求助10
4秒前
郦稀完成签到 ,获得积分10
4秒前
高贵的如曼完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
ok123发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
anny.white完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
kunyi发布了新的文献求助10
6秒前
cctv18应助SCI发发采纳,获得10
6秒前
6秒前
zzz发布了新的文献求助10
7秒前
赘婿应助如意的泥猴桃采纳,获得10
7秒前
Yolo发布了新的文献求助10
7秒前
时尚的大开完成签到 ,获得积分20
8秒前
zhu完成签到,获得积分10
9秒前
Levelsinc完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
zwy发布了新的文献求助10
11秒前
冯xiaoni完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
漂亮送终完成签到,获得积分10
13秒前
Tenn发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
迷人的乘风完成签到,获得积分10
16秒前
紫禁城的雪花完成签到,获得积分10
16秒前
幻人发布了新的文献求助10
16秒前
超级的千青完成签到 ,获得积分10
16秒前
FightingW完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
高分求助中
The three stars each : the Astrolabes and related texts 1070
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
少脉山油柑叶的化学成分研究 530
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 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 2407914
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2104453
关于积分的说明 5312427
捐赠科研通 1831959
什么是DOI,文献DOI怎么找? 912841
版权声明 560691
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 488063