Highly Conductive and Ultra Alkaline Stable Anion Exchange Membranes by Superacid-Promoted Polycondensation for Fuel Cells

氢氧化物 超强酸 离聚物 电导率 缩聚物 化学 碱性燃料电池 阴极 离子交换 催化作用 材料科学 高分子化学 核化学 聚合物 离子 分析化学(期刊) 无机化学 有机化学 物理化学 生物化学 共聚物
作者
Ahmed Mohamed Ahmed Mahmoud,Kenji Miyatake
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (3): 2243-2253 被引量:25
标识
DOI:10.1021/acsapm.2c02227
摘要

A series of anion exchange membranes (4-QPPAF-TMA) were prepared by a metal-free, superacid-promoted polymerization reaction. The polymers were obtained with high molecular weight (Mn = 9.5–19.6 kDa, Mw = 44.9–622.5 kDa). 4-QPPAF-TMA membranes exhibited high hydroxide ion conductivity (up to 115 mS cm–1) at 80 °C, reasonable water absorbability (45% water uptake at 30 °C for 1.7 meq g–1), low to moderate dimensional swelling (5–15% at 30–80 °C for 1.7 meq g–1), and mechanical robustness (12.8 MPa maximum stress and 32% elongation at break for 1.7 meq g–1). Furthermore, 4-QPPAF-TMA membranes exhibited excellent alkaline stability in 8 M KOH at 80 °C for 1000 h, maintaining high conductivity (105 mS cm–1, 97% remaining). density functional theory (DFT) calculations suggested that the unique molecular configuration of the pendant ammonium head groups was responsible for high resistivity to the hydroxide ion attack. A fuel cell was operated with the 4-QPPAF-TMA membrane and an ionomer using a non-PGM cathode catalyst (Fe–N–C) to achieve a peak power density of 215 mW cm–2 accountable for 860 mW mg–1 Pt at a 590 mA cm–2 current density and 0.40 V (Pt–C cathode achieved 370 mW cm–1 at 810 mA cm–2 and 0.50 V). The fuel cell was operated at constant current density (15 mA cm–2) for 240 h with −0.79 mV h–1 average cell voltage decay. The postdurability analyses revealed that the membrane did not deteriorate while the degradation of the cathode catalysts/ionomer caused the performance loss.
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

祝大家在新的一年里科研腾飞
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
liuhuayaxi完成签到,获得积分10
5秒前
12秒前
JXDYYZK完成签到,获得积分10
13秒前
桐桐应助577采纳,获得10
13秒前
龙飞凤舞完成签到,获得积分0
16秒前
我先睡了发布了新的文献求助30
16秒前
111111完成签到,获得积分10
18秒前
淼淼完成签到 ,获得积分10
19秒前
科研通AI6.2应助XS_QI采纳,获得10
27秒前
gngxnh完成签到 ,获得积分10
27秒前
从容成危完成签到 ,获得积分10
27秒前
31秒前
31秒前
31秒前
31秒前
31秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
31秒前
31秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
31秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
31秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
汝桢完成签到 ,获得积分10
33秒前
33秒前
Presta发布了新的文献求助10
38秒前
哭泣凝竹完成签到 ,获得积分10
43秒前
43秒前
Nina完成签到 ,获得积分10
45秒前
666应助达到采纳,获得10
45秒前
优雅的WAN完成签到 ,获得积分10
45秒前
曾经友容完成签到 ,获得积分10
45秒前
47秒前
61Cu发布了新的文献求助10
48秒前
48秒前
NSS完成签到,获得积分10
51秒前
宋微完成签到 ,获得积分10
52秒前
李爱国应助整齐的大开采纳,获得10
53秒前
53秒前
高分求助中
Operational Bulk Evaporation Duct Model for MORIAH Version 1.2 1200
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 800
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Industrial Organic Chemistry, 5th Edition 400
Multiple Regression and Beyond An Introduction to Multiple Regression and Structural Equation Modeling 4th Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5847454
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6226150
关于积分的说明 15620180
捐赠科研通 4964111
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2676433
邀请新用户注册赠送积分活动 1620988
关于科研通互助平台的介绍 1576924