Immobilized hindered amine radical scavenger for durability enhancement of perfluorosulfonic acid membrane in PEMFCs

Nafion公司 质子交换膜燃料电池 化学工程 化学 材料科学 胺气处理 激进的 有机化学 电化学 电极 生物化学 工程类 物理化学
作者
Yang Pang,Yuting Duan,Qijia Li,Binghui Liu,Xinyue Hu,Qian Liu,Chengji Zhao
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:686: 121999-121999 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2023.121999
摘要

Membrane durability is one of the crucial considerations that restrict the development of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). The widely used and inexpensive stabilizer hindered amine 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (TEMP) was selected as the free radical scavenger and tethered onto the skeleton of carboxyl-functionalized metal-organic frameworks for addressing its migration problem. The resulted inorganic-organic hybrid dopant (UIO-66-TEMP) was then incorporated into the Nafion matrix to alleviate the attacks of free radicals on the membrane in the fuel cell working circumstances. Besides the improved mechanical strength and oxidative stability, and restricted water swelling and hydrogen crossover, the resulted hybrid membranes also possess excellent proton conductivity up to 176 mS cm−1, endowing them with high power density up to 612.78 mW cm−2, 1.5 times higher than recast Nafion. After accelerated durability testing for 120 h, the OCV decay rate of the hybrid membranes decreased to 0.74 mV h−1, only 40% of recast Nafion (1.89 mV h−1). Meanwhile, the optimized hybrid membrane still maintained a high peak power density of 463.62 mW cm−2 and a low hydrogen crossover density of 4.44 mA cm−2, which were superior to recast Nafion after OCV durability tests. Hindered amines can be "regenerated" by the "Denisov cycle" to ensure that they can be used sustainably in the fuel cell. The results demonstrate that the novel UIO-66-TEMP decorated with hindered amine radical scavengers are promising nanofillers for mitigating the membrane degradation and improving the proton conductivity, thereby significantly enhancing the performance and durability of PEMFCs.
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
1秒前
HUMBLE完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
猕猴桃猴发布了新的文献求助10
4秒前
zan12131完成签到,获得积分10
6秒前
乐乐应助王小妖采纳,获得10
7秒前
suchui发布了新的文献求助10
7秒前
Ma发布了新的文献求助10
8秒前
amy完成签到,获得积分10
9秒前
缓慢的豌豆完成签到 ,获得积分10
10秒前
结实的以莲完成签到,获得积分10
12秒前
lay完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
17秒前
18秒前
帅气小霜发布了新的文献求助10
19秒前
ssss发布了新的文献求助10
23秒前
科研通AI2S应助无情吐司采纳,获得10
23秒前
suchui完成签到,获得积分10
24秒前
不安的朋友完成签到 ,获得积分10
27秒前
zhang完成签到,获得积分10
30秒前
ssss完成签到,获得积分10
31秒前
Orange应助等待的雪碧采纳,获得10
31秒前
欢佳欢发布了新的文献求助10
32秒前
36秒前
王淳完成签到 ,获得积分10
36秒前
39秒前
科研通AI5应助无情吐司采纳,获得10
41秒前
情怀应助坦率的草丛采纳,获得10
42秒前
42秒前
ding应助zzuwxj采纳,获得10
43秒前
shidewu完成签到,获得积分10
43秒前
神勇的豁完成签到,获得积分20
45秒前
Bart9999发布了新的文献求助30
46秒前
48秒前
科研通AI2S应助DHL采纳,获得10
50秒前
Bart9999完成签到,获得积分10
53秒前
neck完成签到 ,获得积分10
55秒前
Jasper应助爱听歌笑寒采纳,获得10
55秒前
飞天817完成签到,获得积分10
56秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Platinum-group elements : mineralogy, geology, recovery 260
Geopora asiatica sp. nov. from Pakistan 230
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780433
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325869
关于积分的说明 10224534
捐赠科研通 3040916
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669147
邀请新用户注册赠送积分活动 799013
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758653