用于性直接乙醇燃料电池的高性能素/纳米纤维素基复合膜
Maša Hren1, Michaela Roschger2, Viktor Hacker2
1University of Maribor, Faculty of Mechanical Engineering, Smetanova 17, 2000 Maribor, Slovenia.
International journal of biological macromolecules
|October 28, 2023
概括
新的基托基离子交换膜 (AEM) 显示出比性直接乙醇燃料电池 (ADEFC) 性能优越. 与商业选择相比,这些先进的膜提供了增强的机械强度,导电性和功率密度.
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
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 素 (CS) 和纤维素纳米纤维素 (CNF) 是用于膜开发的有希望的可生物降解聚合物.
- 阳离子交换膜 (AEM) 是性直接乙醇燃料电池 (ADEFC) 中的关键组成部分.
- 在AEM应用中,CNF的四级化可以增强它们的离子特性.
研究的目的:
- 开发和描述基于基素 (CS) 和功能化的纤维素纳米纤维素 (CNF) 的新型多糖离子交换膜 (AEM).
- 评估这些复合膜在性直接乙醇燃料电池 (ADEFC) 的性能.
- 为了比较开发的AEM与商业膜的性能和性能.
主要方法:
- 复合膜是使用CS,CNF和四分化CNF (CNF(P) 的溶剂造工艺制造的.
- 评估了膜特性,包括形态,胀,机械强度,离子导电性和乙醇透性.
- 实验设计用于全面的材料表征.
- 单一燃料电池测试在80°C进行,以评估膜性能.
主要成果:
- 与商业膜相比,使用CNF(P) 填充剂的CS基复合膜表现出明显改善的机械性能 (Young的模量和拉伸强度).
- 开发的膜显示了169%的更高的离子交换能力和228%的更高的离子导电性.
- 单一燃料电池测试表明,在80°C时功率密度提高了86%,在所有测试条件下,最大功率密度更高.
结论:
- 开发的奇托/纤维素纳米纤维复合膜对于性直接乙醇燃料电池的使用非常有效.
- 与传统的商业膜相比,这些新型的AEM提供了优越的机械和电化学性能.
- 增强的性能表明这些材料在下一代燃料电池技术中的巨大潜力.
关键词:
性直接乙醇燃料电池燃料电池是一种性直接乙醇燃料电池.阳离子交换膜的阳离子交换膜纤维素纳米纤维的纤维素.基托桑是一种酸盐.聚甲基化物 (Poly ((diallyldimethylammonium 化物)) 是一种聚甲基化物.
