関連する実験動画
Updated: Feb 14, 2026

Hydrophobic Salt-modified Nafion for Enzyme Immobilization and Stabilization
Published on: July 11, 2012
中高温PEMFCのナフィオン/SiO2膜における水分化の安定性と陽子輸送の強化2
Shuai Quan1, Zheng Sun1, Cong Feng1
1School of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China.
ナフィオン/SiO2複合膜は,中高温燃料電池の水分補給と陽子輸送を強化する. Nafion/SiO2-3膜は,120°Cでの優れた伝導性と性能を示し,燃料電池の効率を向上させます.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 電気化学 電気化学について
- ポリマーサイエンスの科学
背景:
- パルフルオロスルフォニック酸 (PFSA) 膜は,脱水による高温で導電性衰退を示し,中高温プロトン交換膜燃料電池 (MHT-PEMFC) の使用を制限しています.
- 水分化の安定性と陽子輸送の改善は,要求の高い燃料電池アプリケーションのためのPFSA膜技術の進歩に不可欠です.
研究 の 目的:
- ナフィオン/SiO2複合膜を開発し,特徴づけ,水素化の安定性と高温でのプロトン伝導性を向上させる.
- SiO2強化PFSA膜における構造-財産-輸送関係について調査する.
主な方法:
- Nafion/SiO2複合膜の製造は,様々なSiO2フィラー含有量を持つソルゲルアシスト鋳造戦略を用いて行われます.
- 物質の分散と界面相互作用を特徴付けるために,光譜および顕微鏡分析 (例えば,FTIR,TEM) を行う.
- 熱重力測定分析 (TGA) は,水分保持の評価のためのものです.
- 制御された湿度および温度条件 (最大120°C,50%RH) の下でプロトン伝導性の測定.
- MHT-PEMFC条件下で性能を評価するための単細胞燃料電池試験.
主要な成果:
- Nafionマトリックス内のSiO2の均質なナノスケール分散が達成され,強いインターフェイス水素結合により,水素化されたイオンドメインを安定させました.
- ナフィオン/SiO2-3膜は,原始のナフィオン117.7と比較して,優れた水分保持性と,陽子の伝導率を大幅に向上させた (61.9 mS·cm−1 120°C,50% RH) ことを実証した.
- シングルセル試験では,Nafion/SiO2-3膜は,MHT-PEMFC条件下で11.2%高いオープン回路電圧と8.9%高いピーク電力密度をもたらした.
結論:
- SiO2ナノ粒子の制御された組み込みは,PFSA膜の水分安定性と陽子輸送特性を効果的に強化します.
- 開発されたナフィオン/SiO2複合膜は,PEMFCの動作温度窓を延長するための大きな希望を示しています.
- この研究は,明確な構造-財産-輸送相関を確立し,高度な燃料電池膜の実行可能な戦略として無機改変を強調しています.
さらに関連する動画
09:49Sedimentation Equilibrium of a Small Oligomer-forming Membrane Protein: Effect of Histidine Protonation on Pentameric Stability
Published on: April 2, 2015
07:38Functional Characterization of Na+/H+ Exchangers of Intracellular Compartments Using Proton-killing Selection to Express Them at the Plasma Membrane
Published on: March 30, 2015
関連する概念動画
Membrane Transporters
Transporters are mainly composed of alpha-helices, built from bundles of ten or more helices traversing the plasma membrane. The solute-binding sites are located midway, where some of the helices are broken or distorted, making space for the binding site through...
Bioavailability Enhancement: Drug Stability Enhancement and GI Retention
The Significance of Membrane Transport
Transporters facilitate either an active or passive movement of solutes. They can allow a single-molecule transport down its...
Nuclear Stability
To hold positively charged protons together...
Aqueous Solutions and Heats of Hydration
When ionic compounds dissolve in water, the ions in the solid separate and disperse uniformly throughout the solution because water molecules surround and solvate the ions, reducing the strong electrostatic forces between them. This process...
Electron Transport Chains
The ETC is comprised of...