Proton Exchange Membranes from Microemulsion‐Synthesized COF Nanosheets for Water Electrolysis

膜 材料科学 肿胀 的 化学工程 纳米片 质子交换膜燃料电池 Nafion公司 共价有机骨架 聚合 电导率 电解水 质子 结晶度 质子输运 机械强度 水运 航程(航空) 界面聚合 单体 采出水 复合材料 聚合物 石墨 高分子化学 工作(物理) 共价键 电解
作者
Dong Xu,Shiyi Zhu,Xiao Pang,Liang Frank Wang,Zhongbao Ma,Ziwen Liu,Zhong Gao,Jiaojiao Cao,Minghao Zhou,Runnan Zhang,Hong Wu,Zhongyi Jiang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (11): e3468299-e3468299 被引量:7
标识
DOI:10.1002/anie.3468299
摘要

Abstract Proton exchange membranes (PEMs) simultaneously with high proton conductivity, strong mechanical strength and low swelling are urgently required for PEM water electrolysis. In this study, we propose a microemulsion‐mediated semi‐confined method for synthesis of covalent organic framework (COF) nanosheets featured by the concurrent implementation of uniform size, high crystallinity and yield, and excellent scalability, which is virtually impossible for the dominant interfacial polymerization and phase‐transfer polymerization methods. The versatility of this method is demonstrated by synthesizing a range of COF nanosheets, including TpPa‐SO 3 H, TpBd‐(SO 3 H) 2 , and TpTG. The resulting TpBd‐(SO 3 H) 2 COF nanosheets are assembled into self‐standing COF membranes, achieving the highest proton conductivity (1.76 S cm −1 ), high mechanical strength (92.1 MPa), and negligible swelling ratio (<5%). In practical PEM water electrolysis, the TpBd‐(SO 3 H) 2 COF membrane yields a current density of 3.0 A cm −2 at 2.3 V and 60 °C, outperforming the commercial Nafion membrane (3.0 A cm −2 at 2.7 V) under identical conditions. Our work develops an alternative platform method for COF nanosheet synthesis and marks the first application of self‐standing COF membranes in PEM water electrolysis, unlocking their great potential for high‐efficiency energy conversion.
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
春天完成签到 ,获得积分10
3秒前
韩先喆完成签到 ,获得积分10
4秒前
Eric完成签到,获得积分10
9秒前
苹果松完成签到,获得积分10
12秒前
光亮的小甜瓜完成签到 ,获得积分10
14秒前
在九月完成签到 ,获得积分10
14秒前
白bai完成签到 ,获得积分10
17秒前
聪慧天真完成签到,获得积分10
18秒前
21秒前
泥嚎完成签到,获得积分10
22秒前
Rita完成签到 ,获得积分10
22秒前
25秒前
令狐冲完成签到,获得积分0
25秒前
诸葛小哥哥完成签到 ,获得积分0
26秒前
香蕉新儿完成签到,获得积分10
27秒前
望向天空的鱼完成签到 ,获得积分10
29秒前
molihuakai的应助被科研通管家采纳,获得10
29秒前
玖月完成签到 ,获得积分0
29秒前
29秒前
荆棘鸟发布了新的文献求助10
34秒前
负责忆南完成签到 ,获得积分20
41秒前
梨落南山雪完成签到 ,获得积分10
45秒前
哥哥发布了新的文献求助10
50秒前
Alice完成签到 ,获得积分10
52秒前
Richard完成签到 ,获得积分10
1分钟前
杨树完成签到 ,获得积分10
1分钟前
gzp完成签到,获得积分10
1分钟前
369ninja发布了新的文献求助10
1分钟前
怀抱2781完成签到,获得积分10
1分钟前
左丘映易完成签到,获得积分0
1分钟前
酷炫绮琴完成签到,获得积分10
1分钟前
boboo发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
碳水大王发布了新的文献求助10
1分钟前
Sweety_完成签到 ,获得积分10
1分钟前
欣慰果汁发布了新的文献求助10
1分钟前
CY完成签到,获得积分0
1分钟前
YY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hsrlbc完成签到,获得积分0
1分钟前
corleeang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
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 8108810
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9516611
关于积分的说明 21503574
捐赠科研通 7685494
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3411013
关于科研通互助平台的介绍 2538302
邀请新用户注册赠送积分活动 2450932