连续的超薄Zwitterionic共价有机框架膜 通过表面启动的聚合,朝着更高的保留水的方向
1Faculty of Chemistry, Northeast Normal University, Changchun, 130024, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 27, 2023
概括
一种新的zwitterionic共价有机框架 (COF) 膜在燃料电池中提供稳定的质子导电性. 这种材料在各种湿度水平中保持性能,克服了膜发育中的关键挑战.
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) 对于燃料电池的发展至关重要,它需要高效的质子传输通道,在不同湿度下保持导电性.
- 共价有机框架 (COF) 提供精确的离子传输,但在创建连续的,保持结构完整性和性能的独立膜方面面临挑战.
研究的目的:
- 开发一种zwitterionic的COF材料,并构建独立的膜,以增强燃料电池中的质子导电.
- 为了研究膜的结构性质,稳定性和不同湿度条件下的质子导电性.
主要方法:
- 表面启动的COF单体的聚合,以创建独立的膜.
- 使用传输电子显微镜 (TEM),原子力显微镜 (AFM) 和扫描电子显微镜 (SEM) 进行表征,以评估孔隙性,连续性和稳定性.
- 在不同湿度条件下测量质子导电性 (50-90%).
主要成果:
- 一个可以调节厚度的zwitterionic COF膜成功地准备好了.
- 鉴定证实了膜的多孔性,连续性和结构稳定性,其刚性防止水溶液中的胀.
- 与只有硫酸组的膜相比,zwitterionic COF 膜在较高的湿度范围内显示出优异的质子导电性保留.
结论:
- 开发的zwitterionic COF材料和膜制造战略有效地解决了PEM开发中的挑战.
- 膜的稳定性和在不同湿度下优异的导电性保留,突出了其在改善质子交换膜燃料电池性能方面的潜力.
