基于PVDF-SPA移植共聚物的功能性多孔质子交换膜的结构特征和物理化学特性
Maria Ponomar1, Valentina Ruleva1, Veronika Sarapulova1
1Department of Physical Chemistry, Kuban State University, 350040 Krasnodar, Russia.
International journal of molecular sciences
|January 11, 2024
概括
新的化质子交换膜 (PEMs) 的性能与燃料电池的商业选择相提并论. 这些新型膜具有较低的电阻和独特的多孔结构,表明了先进能源应用的潜力.
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) 是燃料电池中的关键组件.
- 开发高性能,具有成本效益的PEM是一种持续的研究挑战.
- 化聚合物为PEM应用提供了理想的性能.
研究的目的:
- 为了合成和描述用于PEM燃料电池应用的新型化移植共聚合物.
- 研究新膜的形态学,物理性质和电化学性能.
- 将开发的膜的特性与商业替代品进行比较.
主要方法:
- 自由基共聚化脱化聚乙烯化物 (D-PVDF),3-硫烯酸 (SPA) 和1H,1H,2H-超-1-烯 (PFH) 的自由基共聚.
- 使用小角X射线散射 (SAXS),广角X射线散射 (WAXS),扫描电子显微镜 (SEM) 和差分扫描热量计 (DSC) 的表征.
- 电化学表征包括膜面积电阻和离子导电性测量.
主要成果:
- 合成的化PEM具有17% (PEM-RCF) 和16% (PEM-RCF-2) 的结晶度.
- 观察到5-6nm的晶石颗粒和从20到140nm的表面孔.
- 实现了0.9 Ωcm2的最小膜面积电阻,与Nafion®和CJMC膜相比.
- 证明的电化学行为与商业的阴离子交换膜一致.
结论:
- 开发的化移植共聚合物PEM显示了燃料电池应用的有希望的性能.
- 独特的多孔结构影响离子导电性,类似于轨道蚀刻膜.
- 这些新型的PEM为现有的商用阴子交换膜提供了可行的替代方案.
关键词:
导电性的导电性是指导电的导电性.扩散的透性 扩散的透性电化学表征的电化学表征能源的生产和储存.燃料电池燃料电池的使用情况植入共聚合物 植入共聚合物离子运输 离子运输 离子运输孔隙结构是多孔结构.质子交换膜中的质子交换更多相关视频
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