Double cross-linked 3D layered PBI proton exchange membranes for stable fuel cell performance above 200 °C

磷酸 电导率 质子交换膜燃料电池 质子 化学工程 材料科学 甲醇 蒸发 脱水 分子 磷酸盐 化学 有机化学 物理化学 冶金 工程类 物理 热力学 量子力学 生物化学
作者
Liang Zhang,Mengjiao Liu,Danyi Zhu,Mingyuan Tang,Taizhong Zhu,Congjie Gao,Fei Huang,Lixin Xue
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 3409-3409 被引量:69
标识
DOI:10.1038/s41467-024-47627-4
摘要

Phosphoric acid doped proton exchange membranes often experience performance degradation above 200 °C due to membrane creeping and phosphoric acid evaporation, migration, dehydration, and condensation. To address these issues, here we present gel-state polybenzimidazole membranes with double cross-linked three-dimensional layered structures via a polyphosphoric acid sol-gel process, enabling stable operation above 200 °C. These membranes, featuring proton-conducting cross-linking phosphate bridges and branched polybenzimidazole networks, effectively anchor and retain phosphoric acid molecules, prevent 96% of its dehydration and condensation, improve creep resistance, and maintain excellent proton conductivity stability. The resulting membrane, with superior through-plane proton conductivity of 0.348 S cm-1, delivers outstanding peak power densities ranging from 1.20-1.48 W cm-2 in fuel cells operated at 200-240 °C and a low voltage decay rate of only 0.27 mV h-1 over a 250-hour period at 220 °C, opening up possibilities for their direct integration with methanol steam reforming 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
冻干粉发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
万能图书馆应助云康肖采纳,获得20
刚刚
呼啦啦完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
空座位完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Luu应助XOERMIOY采纳,获得50
3秒前
孤独的根号三完成签到 ,获得积分10
3秒前
雄i发布了新的文献求助10
3秒前
ssll完成签到,获得积分10
3秒前
Sieg发布了新的文献求助10
4秒前
英姑应助zzz采纳,获得10
4秒前
molihuakai应助大力的源智采纳,获得10
4秒前
CodeCraft应助雷若山采纳,获得10
4秒前
儒雅西装完成签到,获得积分10
5秒前
呼啦啦发布了新的文献求助10
5秒前
Owen应助落落采纳,获得10
5秒前
6秒前
义气幼菱发布了新的文献求助10
7秒前
老实起哞完成签到,获得积分20
8秒前
molihuakai应助wang采纳,获得10
8秒前
张图图发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
小泥坑完成签到,获得积分10
10秒前
迅速的萃完成签到,获得积分10
10秒前
Laus完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
吴宵发布了新的文献求助10
13秒前
石丑发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
烟花应助斯文冷梅采纳,获得10
14秒前
14秒前
mmm完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
爆米花应助zybbb采纳,获得10
17秒前
啵啵小白发布了新的文献求助30
17秒前
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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
汪玉姣:《金钱与血脉:泰国侨批商业帝国的百年激荡(1850年代-1990年代)》(2025) 500
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 6415501
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8234628
关于积分的说明 17487344
捐赠科研通 5468527
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889128
邀请新用户注册赠送积分活动 1866019
关于科研通互助平台的介绍 1703611