Molecular Simulation of Gas Adsorption, Diffusion, and Permeation in Hydrated Nafion Membranes

Nafion公司 渗透 吸附 化学 扩散 热扩散率 溶解度 气体扩散 化学工程 分析化学(期刊) 色谱法 热力学 有机化学 物理化学 电化学 生物化学 物理 工程类 电极
作者
Shuai Ban,Cheng Huang,Xiao−Zi Yuan,Haijiang Wang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry B [American Chemical Society]
卷期号:115 (39): 11352-11358 被引量:76
标识
DOI:10.1021/jp204141b
摘要

Molecular simulations were performed to characterize hydrated Nafion membranes in terms of gas adsorption, diffusion, and permeation. The experimental results validate the molecular model of Nafion with respect to material density, morphology, free volume, and water diffusivity. Nafion's adsorption property is examined in terms of the solubility and adsorption isotherms for gases, including H(2), O(2), and N(2). The adsorption capacity of hydrated Nafion is shown to be strong for O(2) and N(2) but not for H(2). Due to the dilution effect, N(2) is able to suppress the loading of O(2) and protect the fuel cell from fuel crossover. The dynamic behaviors of H(2) and O(2) are represented by self-diffusion coefficients, with the results showing that H(2) diffusion in Nafion membranes is nearly 1 order of magnitude faster than O(2) diffusion. The effects of water content and the concentration of adsorbed gases were verified, and a close correlation of Nafion free volume to gas transport properties was revealed. On the basis of the solution-diffusion mechanism, the permeabilities of H(2) and O(2) in hydrated Nafion membranes are calculated and compared with corresponding experiments, and the permeability of H(2) is found to be approximately twice that of O(2).
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
踏实夜雪完成签到,获得积分10
1秒前
上官若男应助刚刚好采纳,获得10
1秒前
2秒前
拉布拉多发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
香蕉觅云应助Sandwich采纳,获得10
2秒前
Miro完成签到,获得积分10
3秒前
DW应助libra采纳,获得10
3秒前
ln完成签到,获得积分10
3秒前
臭小子完成签到 ,获得积分10
3秒前
guoguo完成签到,获得积分10
4秒前
脑洞疼应助Sindy采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
deng完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
青云高完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
汪进辉_Will完成签到,获得积分10
6秒前
樊振东完成签到 ,获得积分10
6秒前
李锟发布了新的文献求助10
6秒前
oui发布了新的文献求助10
6秒前
马户完成签到,获得积分10
6秒前
一一完成签到,获得积分10
6秒前
苗条的衫完成签到,获得积分10
7秒前
王威完成签到,获得积分10
7秒前
WGK完成签到,获得积分10
7秒前
ldkl完成签到,获得积分0
7秒前
流星逐月发布了新的文献求助50
8秒前
Ava应助精明一寡采纳,获得10
8秒前
wbgwudi完成签到,获得积分10
8秒前
liujunhong完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
czy发布了新的文献求助10
9秒前
云霓发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
彭于晏应助aaaayyyii采纳,获得10
10秒前
上官若男应助彩色的荔枝采纳,获得10
11秒前
Hello应助nxdr采纳,获得10
11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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7779287
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9319566
关于积分的说明 20372136
捐赠科研通 7366690
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319481
关于科研通互助平台的介绍 2467406
邀请新用户注册赠送积分活动 2334959