Enhanced Fuel Cell Performance with Robust Pyridinium-Derivative-Functionalized SBS Triblock Copolymer Anion-Exchange Membranes

材料科学 化学工程 聚丁二烯 共聚物 堆积 聚苯乙烯 燃料电池 端羟基聚丁二烯 离子交换 离子电导率 碱性燃料电池 离子键合 电导率 吡啶 高分子化学 耐久性 纳米孔 烷基 微型多孔材料 聚电解质 聚丙烯 质子交换膜燃料电池 离子 乙醚
作者
Beyadgalem Endawoke Anley,Yohannis Wondwosen Ahmed,Afandi Yusuf,Andy Lieman Candra,Andy Candra,Tsung-Yun Wu,Chun-Chiang Huang,Junsheng Wang,Darieo Thankachan,Shun-Hao Chuang,Yu Cheng,C.X. Wang,Hsieh-Chih Tsai
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:18 (4): 6687-6700 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsami.5c06877
摘要

A series of polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) membranes functionalized with pyridinium derivatives (SBS-QA+py) were synthesized through free-radical chlorination of the polybutadiene segments using azobis(isobutyronitrile) (AIBN) as the free-radical initiator, promoting uniform chain growth. The resulting SBS-QA+py anion-exchange membranes (AEMs) were quaternized via a conventional solution-casting method. The membranes exhibited controlled ion-exchange capacities (IECs), water uptake (WU), and optimized interionic separation, achieving a balance between hydration, dimensional stability, and mechanical integrity. Noncovalent stacking interactions between the polystyrene and pyridinic segments significantly contributed to these properties. Notably, the SBS-Qdpy2 AEM achieved a peak ionic conductivity of 101.23 mS cm-1 at 80 °C (IEC: 1.72 mequiv g-1) and a peak power density of 398.14 mW cm-2 in a H2/O2 flow single cell at 80 °C, surpassing the performance of previously reported SBS-based AEMs. The membranes also demonstrated excellent chemical durability in 1 M NaOH solutions over 30 days, highlighting superior alkaline stability. These results underscore the critical role of optimized ion exchange and membrane morphology enhancing the fuel cell performance, positioning SBS-QA+py AEMs as promising candidates for next-generation fuel cells. Optimizing grafting, quaternization, and cross-linking will create stable AEMs with selective, well-defined nanoionic channels for efficient anion diffusion.
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
刘迅彤完成签到,获得积分20
1秒前
脑洞疼应助123采纳,获得10
1秒前
1秒前
5114发布了新的文献求助10
2秒前
LayM完成签到,获得积分10
3秒前
SHY1994完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
阿华发布了新的文献求助10
3秒前
Hello应助明理的凡霜采纳,获得10
4秒前
Grace完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
shuwu发布了新的文献求助10
6秒前
赘婿应助忧郁的向雁采纳,获得10
7秒前
XiaoJie发布了新的文献求助10
8秒前
mozo发布了新的文献求助10
9秒前
xx发布了新的文献求助10
10秒前
liu发布了新的文献求助10
10秒前
高大念寒完成签到 ,获得积分10
11秒前
YZ完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
王大可发布了新的文献求助10
14秒前
完美世界应助黄三金采纳,获得10
15秒前
美满的咖啡豆完成签到,获得积分10
17秒前
123发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
小灰灰发布了新的文献求助10
19秒前
yiling发布了新的文献求助10
19秒前
5114完成签到,获得积分10
19秒前
乐乐应助文献看完了吗采纳,获得10
20秒前
敬业乐群完成签到,获得积分10
22秒前
Irena完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
Zzzz完成签到,获得积分10
23秒前
twooo完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
科目三应助PAN采纳,获得10
24秒前
25秒前
26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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 6439776
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253678
关于积分的说明 17567573
捐赠科研通 5497874
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899438
邀请新用户注册赠送积分活动 1876241
关于科研通互助平台的介绍 1716650