制造 -SO3H功能化聚酸增强质子导电矩阵混合膜
Jamal Afzal1, Jiashun Zhang1, Haijiang Wang1
1Department of Mechanical and Energy Engineering, Key Laboratory of Energy Conversion and Storage Technologies, Southern University of Science and Technology Shenzhen 518055 China wanghj@sustech.edu.cn.
RSC advances
|May 3, 2024
概括
一种新的多聚烯,PP-(PhSO3H) 2,为燃料电池中的质子交换膜 (PEM) 提供高质子导电性. 矩阵混合膜 (PP-(PhSO3H) 2-MMMs) 显示出出色的性能和耐用性,为经济实惠的PEM技术铺平了道路.
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) 对低温燃料电池至关重要,但通常是昂贵和复杂的合成.
- 开发具有成本效益和高效的聚合物材料对于广泛采用PEM技术至关重要.
研究的目的:
- 合成和表征一种新型的多酸,PP-(PhSO3H) 2,内置硫酸组以增强质子导电性.
- 制造和评估使用PP-(PhSO3H) 2和聚烯 (PAN) 用于PEM燃料电池应用的矩阵混合膜 (MMM).
主要方法:
- 通过聚合六环三 (HCCP) 和4,4-胺-2,2-双二硫酸的聚合,合成PP-(PhSO3H) 2.
- 合成聚合物的特性,包括其多孔结构和稳定性.
- 制造PP- ((PhSO3H) 2-MMMs通过混合PP- ((PhSO3H) 2与PAN在不同的比例.
- 在不同的湿度和温度条件下测量膜的质子导电性.
主要成果:
- 合成的PP-(PhSO3H) 2是一种稳定,多孔的有机聚合物,内置硫酸部分.
- PP-(PhSO3H) 2在353 K和98%的RH下表现出8.24 × 10−2 S cm−1的高质子导电性,明显高于其模拟物.
- PP-(PhSO3H) 2-MMMs (3:1比率) 在353 K和98%的RH下实现了6.11 × 10−2 S cm−1的质子导电性,与商业电解质相当.
- PP-(PhSO3H) 2-MMM (3:1) 证明了延长的可重复使用性和更长的使用寿命.
结论:
- 开发的PP-(PhSO3H) 2是一种有前途的材料,可用于制造高效且负担得起的质子交换膜.
- 直观的聚合物反应提供了一种简单的途径,可以为PEM燃料电池生产高性能矩阵混合膜.
- 这项研究有助于通过新型,具有成本效益的聚合物开发来推进PEM燃料电池技术.
