制备和表征zwitterion替代的木质素/Nafion复合膜
Ji Won Heo1, Liangliang An2, Min Soo Kim1
1Department of Paper Science & Engineering, College of Forest and Environmental Sciences, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Republic of Korea.
International journal of biological macromolecules
|October 14, 2023
概括
为增强的质子交换膜开发了一种新的zwitterion-substituted lignin (ZL). 这些ZL/Nafion膜显示出更好的质子导电性和耐久性,为燃料电池应用提供了潜力.
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
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 质子交换膜 (PEM) 对燃料电池技术至关重要.
- 纳菲安是广泛使用的PEM,在成本和性能方面面临限制.
- 作为一种可再生生物聚合物,宁为开发先进的膜材料提供了机会.
研究的目的:
- 用氨基酸和硫酸组合成一种新型的zwitterion-substituted lignin (ZL). 氨基酸和硫酸组.
- 制造ZL/Nafion复合膜,以提高质子交换能力.
- 在质子导电性,热稳定性和氧化耐久性方面评估ZL/Nafion膜的性能.
主要方法:
- 使用氨基和1,3-propanesultone修改了实力素,以创建zwitterionic部分.
- 化学结构分析证实了zwitterion成功地被纳入素.
- ZL与Nafion混合,形成复合膜,然后对质子导电性和稳定性进行了测试.
主要成果:
- 合成的ZL表现出zwitterionic行为,表面电荷随pH值变化而变化.
- 与未经修改的膜相比,ZL/Nafion复合膜的质子导电率增加了55.3%.
- 与纯纳芬相比,ZL/Nafion膜显示出更高的氧化稳定性和化学耐久性.
结论:
- 兹维特替代的红素是一种有前途的添加剂,可以提高质子交换膜的性能.
- 在燃料电池应用中,ZL/Nafion复合材料提供了更好的质子传输和耐用性.
- 这项研究强调了基于素的材料作为能源技术中具有成本效益和可持续的替代品的潜力.
