Impact of the binding ability of anion exchange ionomer on the initial performance degradation of anion exchange membrane water electrolyzers

离聚物 Nafion公司 降级(电信) 离子交换 化学 化学工程 催化作用 电化学 材料科学 高分子化学 无机化学 离子 聚合物 有机化学 电极 物理化学 工程类 电信 生物化学 计算机科学 共聚物
作者
Jonghyun Hyun,Seok Hwan Yang,Dong Wook Lee,Euntaek Oh,Hanmin Bae,Min Suc,Gisu Doo,Jang Yong Lee,Hee‐Tak Kim
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:469: 143919-143919 被引量:34
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.143919
摘要

A durable catalyst layer (CL) is essential for the successful commercialization of anion exchange membrane water electrolyzers (AEMWEs). However, AEMWEs often exhibit a large performance drop in the early stage of operation, which has not been clearly understood. Herein, we unravel the root cause of the initial degradation for a typical anode CL composed of a quaternized polycabozole-trimethyl amine (QPC-TMA) anion exchange ionomer and IrO2 nanoparticles. Post-mortem and electrochemical analysis reveal that the detachment of the IrO2 nanoparticles from the CL and the interfacial delamination of the CL from the porous transport layer (PTL) surface are responsible for the initial degradation. Nafion (ionomer) as a co-binder prevents the initial degradation by increasing the mechanical integrity and interfacial adhesion of the CL, thereby indicating a strong binder effect on the initial degradation. Molecular dynamics and density functional theory calculations elucidate that the binding energy of QPC-TMA on IrO2 or PTL surface is much smaller than that of the Nafion ionomer, because the ionomer–catalyst or ionomer–PTL interaction is sterically hindered for the bulky TMA group. This study motivates structural designing of anion exchange ionomers with strong binding abilities to address the initial degradation problem.
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
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
Puma完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
要减肥南霜完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
科研通AI6应助ysy采纳,获得50
5秒前
Chi发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
酷波er应助牛康康采纳,获得10
7秒前
桐桐应助坦率灵槐采纳,获得10
8秒前
叶子发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
lllppp发布了新的文献求助10
9秒前
jing发布了新的文献求助10
9秒前
星辰大海应助顺其自然采纳,获得10
10秒前
10秒前
13秒前
yuncong323发布了新的文献求助10
13秒前
得了道的小神仙完成签到,获得积分10
13秒前
体贴寒烟完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
Ccc发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
lyj完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
张肥肥发布了新的文献求助10
18秒前
笨笨君发布了新的文献求助30
19秒前
多云完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
cmy发布了新的文献求助10
22秒前
领导范儿应助淡定的幻柏采纳,获得10
23秒前
222666完成签到 ,获得积分10
23秒前
SciGPT应助滕滕采纳,获得10
24秒前
25秒前
26秒前
ajir完成签到,获得积分10
27秒前
FFZ完成签到,获得积分10
28秒前
付珊珊发布了新的文献求助10
28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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
Digital and Social Media Marketing 500
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 5626114
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4711891
关于积分的说明 14957375
捐赠科研通 4780467
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2554153
邀请新用户注册赠送积分活动 1515919
关于科研通互助平台的介绍 1476145