硫化金属有机框架嵌入混合矩阵膜向燃料电池应用
Siva Moorthy1, Paradesi Deivanayagam2
1Department of Physics and Nanotechnology, Faculty of Engineering and Technology, SRM Institute of Science and Technology (SRMIST), Chengalpattu District, Kattankulathur 603203, Tamil Nadu, India.
ACS applied materials & interfaces
|March 14, 2024
概括
将硫化金属有机框架 (sCo-MOF) 添加到聚2,5-胺醇 (ABPBI) 膜中,可以显著提高质子导电性和燃料电池性能. 这种增强对于推进氧燃料电池技术至关重要.
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:
- 聚2,5-胺醇 (ABPBI) 膜对于质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 是必不可少的.
- 提高ABPBI的质子导电性和机械性能对于提高燃料电池效率至关重要.
- 功能化的金属有机框架 (MOF) 为复合膜开发提供了潜力.
研究的目的:
- 为H2O燃料电池开发增强的质子交换膜 (PEMs).
- 研究将硫化金属有机框架 (sCo-MOF) 纳入ABPBI膜的效果.
- 为了评估由此产生的复合膜的燃料电池性能.
主要方法:
- 通过多重凝结合成ABPBI膜.
- 不同比例的sCo-MOF被纳入ABPBI中,形成复合膜.
- 复合膜使用硫酸进行硫化,并以其性能和燃料电池性能为特征.
主要成果:
- 与原始的ABPBI相比,复合膜表现出更好的质子导电性,抗拉强度和物理化学特性.
- 一个含有4w%sCo-MOF的膜显示出高吸水率 (23.25%) 和离子交换能力 (2.89 mequiv g-1).
- 4%重量的sCo-MOF/sABPBI膜在80°C时达到415.8mW cm-2的功率密度,显著超过sABPBI膜 (178.6mW cm-2).
结论:
- 将sCo-MOF纳入ABPBI膜是一种提高质子导电性和燃料电池性能的有效策略.
- 开发的复合膜显示了对高效和耐用的H2-O2燃料电池应用的希望.
- 进一步的研究可以探索不同的MOF功能化和负载,以优化PEMFCs.
