通过硫基功能化孔状石墨烯抑制甲醇和形式交叉,作为质子交换膜
Samuel Jeong1, Tatsuhiko Ohto2,3, Tomohiko Nishiuchi4
1Institute of Applied Physics, Graduate School of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba, 1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki, 305-8571, Japan.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|September 9, 2023
概括
研究人员通过添加功能化石墨烯来改进燃料电池的质子交换膜. 这大大减少了燃料交叉,同时保持了质子导电性,提高了能源效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 质子交换膜 (PEM) 对燃料电池性能至关重要,需要高质子导电性和低燃料交叉.
- 实现选择性质子运输,同时最大限度地降低燃料分子的透性,对于先进的燃料电池技术至关重要.
研究的目的:
- 开发一种在PEM中优化质子导电性和燃料交叉之间的平衡方法.
- 为了提高燃料电池的性能,使用甲醇和酸作为燃料.
主要方法:
- 孔状石墨烯与硫酸组的功能化.
- 在Nafion膜上粘贴硫基功能化的孔状石墨烯.
- 评估修改膜的质子导电性和燃料交叉 (甲醇和酸盐).
主要成果:
- 经过修改的Nafion膜显示了燃料交叉的显著减少:甲醇为89%,酸盐为80%.
- 在修改后的膜中观察到 approximately 60% 的质子导电率下降.
- 功能化的石墨烯有效地抑制了燃料分子穿过膜的运输.
结论:
- 拟议的将硫基功能化孔状石墨烯纳入Nafion膜的方法在优化交叉导电关系方面是有效的.
- 这种方法对开发具有提高能源效率的先进燃料电池,特别是使用甲醇和酸的燃料电池具有前景.
