封闭的纳米通道与多方位化子相结合,用于高酸保留HT-PEMs
Xiaofeng Li1,2, Bin Zhang1,2, Zimo Wang1
1Key Laboratory of Polymer Ecomaterials, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Changchun, 130022, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|January 3, 2024
概括
研究人员开发了一种用于高温质子交换膜燃料电池 (HT-PEMFCs) 的新型离子受限微结构. 这一策略显著增强了酸 (PA) 的保留,提高了燃料电池的性能和耐用性.
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:
- 高温质子交换膜燃料电池 (HT-PEMFCs) 需要有效的酸 (PA) 保留才能获得最佳的性能和耐用性.
- 目前的策略面临的挑战是防止酸漏,特别是在不同的温度和湿度条件下.
研究的目的:
- 开发一种新的策略,以提高HT-PEMFC中的PA保留率.
- 通过先进的材料设计,提高HT-PEMFC的性能和耐用性.
主要方法:
- 设计和合成一种新的离子受限捕获器微结构,使用PA化多四分化聚 ((烯基烯-co-双烯基烯) (PFBA).
- 在PFBA结构中整合封闭的纳米通道.
- 动态分析来研究聚合物侧链和PA分子之间的相互作用.
- 使用开发的膜制造和测试H2/O2燃料电池.
主要成果:
- 开发的PFBA微结构表明侧链和PA之间的强烈相互作用,显著改善PA保留.
- 与三四元侧链 (PFBA-tQA) 连接的PFBA实现了高达95%的PA保留率.
- 使用PFBA-tQA的HT-PEMFC在160°C/0%RH下呈现最小的电压衰变 (0.6%) 并在100°C/49%RH下在外部加湿下运行超过100小时.
结论:
- 离子受限制的捕捉器微结构有效地增强了HT-PEMFC中的PA保留.
- PFBA-tQA材料提供了卓越的化学和尺寸稳定性,解决了HT-PEMFC技术的关键差距.
- 这一进步通过减少严格的湿度控制和预热程序的需要,简化了HT-PEMFC的操作.
更多相关视频
08:06Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone
Published on: February 23, 2017
8.5K
07:32Preparation and Characterization of Individual and Multi-drug Loaded Physically Entrapped Polymeric Micelles
Published on: August 28, 2015
11.3K