已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Carbazole-Enabled Topology Engineering of Poly(terphenyl piperidinium) Membranes for Durable and Efficient Anion Exchange Membrane Water Electrolysis

作者
Zhen Peng,Bin Chen,Wenhua Mi,Yun Zhao,Jingshuai Yang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:14 (40): 18404-18416
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.6c08826
摘要

Abstract The development of high-performance anion exchange membranes (AEMs) for alkaline water electrolysis requires simultaneous optimization of hydroxide conductivity, mechanical robustness, and long-term alkaline stability, which remains a significant challenge. Here, we report a carbazole-based molecular branching strategy to regulate the hierarchical structure of quaternized poly(terphenyl piperidinium) (QPTP) membranes and establish the relationship between branching architecture and membrane performance. Four structurally distinct carbazole-based branching units, including 4,4′-bis(9-carbazolyl)–1,1-biphenyl, 1,3-bis(9-carbazolyl)benzene (mCP), 1,3,5-tris(9-carbazolyl)benzene, and 9-(biphenyl-4-yl)-9H-carbazole, are incorporated into the QPTP backbone to systematically investigate their chemical structure effects on physicochemical properties of AEMs. The nitrogen rich carbazole moieties simultaneously enhance hydroxide transport while reinforcing mechanical integrity. Among the investigated membranes, the asymmetric mCP-branched QPTP-mCP-6% membrane exhibits an optimized balance of properties, delivering a high hydroxide conductivity of 130.3 mS cm–1 at 80 °C, a tensile strength of 35.8 MPa, and excellent alkaline durability with nearly 100% conductivity retention after 2100 h immersion in 1 M KOH at 80 °C. When integrated into an AEM water electrolyzer equipped with nonprecious metal catalysts, the QPTP-mCP-6% membrane achieves a current density of 2.05 A cm–2 at 1.8 V and 80 °C in 1 M KOH, while maintaining stable operation for 400 h at 1000 mA cm–2. This work provides fundamental insights into molecular branching regulation and demonstrates carbazole-enabled topology engineering as an effective strategy for developing durable, high-efficiency AEMs for alkaline water electrolysis.
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
ZMM完成签到,获得积分10
刚刚
小马甲的应助被清爽翩跹采纳,获得30
1秒前
粗暴的导师完成签到,获得积分10
1秒前
Orange的应助被踏实的傻姑采纳,获得30
2秒前
连连看发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
可爱花瓣完成签到 ,获得积分10
5秒前
脑洞疼的应助被Lay采纳,获得10
5秒前
传奇3的应助被Jason采纳,获得10
5秒前
zjy完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
机灵寄柔完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
难过云朵完成签到 ,获得积分10
12秒前
孙子钊完成签到,获得积分10
14秒前
春风完成签到,获得积分10
14秒前
lll完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
灵巧大地完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
DaTao123完成签到,获得积分10
15秒前
Ireneeee完成签到 ,获得积分10
15秒前
嘻嘻哈哈的应助被小米布朗尼采纳,获得10
18秒前
lxy发布了新的文献求助10
20秒前
lll发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
天天快乐的应助被视野胤采纳,获得10
23秒前
24秒前
27秒前
28秒前
渡人舟的应助被kaidi采纳,获得10
29秒前
29秒前
落寞的姿完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
视野胤完成签到,获得积分10
31秒前
烟花的应助被爱爱精神境界采纳,获得50
32秒前
32秒前
视野胤发布了新的文献求助10
34秒前
阮成龍完成签到,获得积分10
35秒前
35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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 900
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Ecotourism 400
Analytical Separation Science 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8065734
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9488279
关于积分的说明 21346270
捐赠科研通 7634091
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3397683
关于科研通互助平台的介绍 2527663
邀请新用户注册赠送积分活动 2435670