Effects of Hydration Level and Hydrogen Bonds on Hydroxide Transport Mechanisms in Anion Exchange Membranes

氢氧化物 化学 位阻效应 膜 氢键 溶剂化壳 离子交换 阳离子聚合 离子 无机化学 化学工程 高分子化学 溶剂化 有机化学 分子 工程类 生物化学
作者
Lunliang Ma,Tao Wang
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:18 (13): e202402660-e202402660 被引量:2
标识
DOI:10.1002/cssc.202402660
摘要

The transport of hydroxide in anion exchange membranes (AEMs) is generally determined by multiple factors, including hydration levels, pore morphologies, and the hydration shells of cationic groups and hydroxides. Thus, clarifying the working mechanisms benefits the proposal of strategies for enhancing the hydroxide transport, thereby enabling a rational design of high-performance AEMs. Herein, by using ReaxFF molecular dynamics (MD) simulations and RDAnalyzer, this study explores the straightforward but effective correlations for steric hindrance versus hydration shell, hydration level versus free/associated diffusion, and strong (short) hydrogen bond (SHB) versus vehicular/Grotthuss diffusion. The theoretical investigations indicate that higher steric hindrance of cationic groups results in less water in the first hydration shell of cationic groups in AEMs. Meanwhile, a higher hydration level facilitates wider hydrophilic pores of AEMs and increases the ratio of the free diffusion mechanism of hydroxides. Interestingly, this study finds a strong correlation between the number of SHBs and the Grotthuss diffusion, thereby enhancing the understanding of the high conductivity of covalent organic framework (COF)-based AEMs that contain obvious SHBs. This work provides a theoretical view for fine-tuning the free/associated and vehicular/Grotthuss transport of hydroxide in AEMs.
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
刚刚
单纯的石头完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
偏偏发布了新的文献求助30
2秒前
科研通AI6.2的应助被111采纳,获得10
3秒前
可爱的函函的应助被111采纳,获得10
3秒前
桐桐的应助被qh采纳,获得10
3秒前
哈哈完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
6秒前
鹏虫虫完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
脑洞疼的应助被Echo采纳,获得10
9秒前
文静的访卉完成签到,获得积分10
9秒前
back发布了新的文献求助10
9秒前
keke发布了新的文献求助10
11秒前
DOC_XIONG的应助被magie采纳,获得10
11秒前
酷波er的应助被yishan101采纳,获得10
13秒前
科研通AI6.4的应助被资明轩采纳,获得10
15秒前
深情安青的应助被单纯的石头采纳,获得10
15秒前
发嗲的迎天完成签到 ,获得积分10
15秒前
NexusExplorer的应助被单纯的石头采纳,获得50
15秒前
思源的应助被Jason采纳,获得10
15秒前
orixero的应助被科研通管家采纳,获得10
18秒前
DW的应助被科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
搜集达人的应助被科研通管家采纳,获得10
18秒前
Jasper的应助被科研通管家采纳,获得30
18秒前
今后的应助被科研通管家采纳,获得10
18秒前
隐形曼青的应助被科研通管家采纳,获得10
18秒前
领导范儿的应助被科研通管家采纳,获得10
19秒前
CodeCraft的应助被科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
充电宝的应助被科研通管家采纳,获得10
19秒前
Orange的应助被科研通管家采纳,获得10
19秒前
狮子卷卷完成签到,获得积分0
19秒前
19秒前
19秒前
小二郎的应助被科研通管家采纳,获得30
20秒前
研友_VZG7GZ的应助被科研通管家采纳,获得10
20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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
Wafer Surface Defect 420
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 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7784672
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9323999
关于积分的说明 20396303
捐赠科研通 7373387
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3321113
关于科研通互助平台的介绍 2469050
邀请新用户注册赠送积分活动 2337386