MIL-100 ((Fe) -GO 充填剤注入型硫化ポリエーテルケトン膜の製造 室温直接メタノール燃料電池用 強化された選択性

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• ナノテクノロジー

背景:

• プロトン交換膜 (PEM) は燃料電池の重要な構成要素である.
• 硫化ポリエーテルケトン (SPEEK) は一般的なPEM材料ですが,性能と安定性に問題があります.
• 新しい複合材料の開発は,PEMの特性強化の鍵です.

研究 の 目的:

• 簡単な1ポット超音波法を使用してMIL-100 (Fe) -GO複合材料を合成する.
• これらの複合材料をSPEEKに組み込み,強化された陽子交換膜 (PEM) を作成する.
• 直接メタノール燃料電池 (DMFC) の新しいSPEEK/MIL-100のFe) -GO膜の性能を評価する.

主な方法:

• 室温で超音波でMIL-100 (Fe) -GO複合材料の1ポット合成
• 異なるMIL-100 (Fe) -GO負荷を持つSPEEKベースの複合膜の製造
• 原子力顕微鏡 (AFM) を使用した膜形態の特徴化.
• プロトン伝導性とメタノールクロスオーバー測定を含む電気化学試験.
• 直接メタノール燃料電池 (DMFC) の性能試験による評価

主要な成果:

• MIL-100 (Fe) -GO複合物は,成功裏に合成され,SPEEK膜に統合されました.
• MIL-100 (Fe) -GOの組み込みにより,表面の粗さが強化され,好ましい相分離構造が形成された.
• 複合膜は,純粋なSPEEKと比較して,陽子伝導率 (10. 90 mS/cm) が著しく向上し,メタノールクロスオーバー (0. 22 × 10 ^-6 cm ²/s) が減少した.
• SPEEK/MIL-100のFe) -GO膜 (SMGO3) は,4.9 × 10⁴ S·s·cm^-3の高い選択性を達成し,ナフィオン-117を上回った.
• DMFCで優れた性能と良好な酸化安定性を示した.

結論:

• MIL-100 (Fe) GO複合物は,SPEEKベースのPEMを強化するための効果的な充填剤です.
• 開発されたSPEEK/MIL-100のFe) -GO膜は,DMFCの従来のPEMの有望な代替品です.
• この研究は,次世代のエネルギーアプリケーションのためのMIL-100 (Fe) -GOの可能性を強調しています.