イオン伝導性と燃料電池に対する改変イミンベースの共性有機フレームワークの潜在的応用
Carmen Montoro, David Rodríguez-San-Miguel, Eduardo Polo
1Departamento de Química Inorgánica, Universidad Complutense de Madrid , 28040 Madrid, Spain.
新しいイミンベースの共性有機フレームワーク (COF) は高プロトン伝導性と処理性を示しています. これらの材料,特にLiClドーピングされたCOFは,柔軟な陽子交換膜燃料電池 (PEMFC) の見込みを示しています.
科学分野:
- 材料科学
- 化学について
- 電気化学
- ナノテクノロジー
背景:
- 協和有機フレームワーク (COF) は,調節性特性を有する結晶性多孔ポリマーである.
- 燃料電池などの エネルギー利用には不可欠です
- 処理可能な高伝導性COFの開発は依然として大きな課題です.
研究 の 目的:
- イーミンベースの新型COF (RT-COF-1) を合成し,イオン伝導性のアプリケーションに特徴づけること.
- LiCl ドーピングされたCOF (LiCl@RT-COF-1) のプロトン伝導機構と性能を調査する.
- 陽子交換膜燃料電池 (PEMFC) のための柔軟なフィルムにこれらのCOFの処理可能性を探る.
主な方法:
- 1,3,5-トリス ((4-アミノフェニル)) ベンゼンと1,3,5-ベンゼンネトリカルアルデヒドとのシフ反応によるCOF合成.
- RT-COF-1をLiClで合成後の改変してLiCl@RT-COF-1を形成する.
- イオン伝導度測定のための電気化学阻力スペクトロスコーピー
- 導電機構の研究のための固体核磁気共振 (NMR) スペクトロスコーピー (1Hと7Li).
- 処理されたフィルムの構造分析のためのX線結晶学.
主要な成果:
- LiCl@RT-COF-1は,313Kと100%の相対湿度で6.45 × 10−3 S cm−1の高いイオン伝導性を達成した.
- 陽子伝導機構は,固体NMR光譜を用いて解明された.
- COFは,半透明で柔軟な薄膜に並ぶ構造的な順序を備えた顕著な処理性を示しました.
- これらのフィルムで構築されたPEMFCは,最大電力密度12.95mWcm−2と323Kで最大電流密度53.1mAcm−2に達した.
結論:
- イミン基COF,特にLiCl@RT-COF-1は,優れた陽子伝導性を示す.
- これらの材料は,柔軟でオーダーされたフィルムの製造を可能にする重要な処理性を示しています.
- 開発されたCOF膜は,効率的な陽子交換膜燃料電池 (PEMFC) の有望な候補である.
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08:42Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks COFs: A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface
Published on: July 10, 2017
10:57Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction
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