通过混合研磨来调节MOF材料的孔径大小来提高质子导电稳定性
Jie Liu1, Wenxuan Yan1, Yingying Ma1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Qufu Normal University, Qufu 273165 PR China.
ACS applied materials & interfaces
|June 24, 2024
概括
研究人员使用金属有机框架 (MOF) 和酸盐开发了新的复合材料,以提高质子导电性. 这些材料在质子交换膜燃料电池 (PEMFCs) 中的应用非常有希望.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 提高复合材料中的质子导电性对于高效的能量转换至关重要.
- 金属有机框架 (MOF) 提供可调节的孔状结构,有利于质子运输.
- 酸盐 (CS) 是一种用于开发复合膜的多功能生物聚合物.
研究的目的:
- 为了合成和表征MOF-808@MOG-808复合材料以提高质子导电性.
- 开发基于素的复合质子交换膜 (PEMs),其中包括MOF-808@MOG-808.
- 研究质子导电机制和质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的潜力.
主要方法:
- 通过研磨和混合来制备MOF-808@MOG-808复合材料.
- CS@MOF-808@MOG-808复合质子交换膜 (PEM) 的制造.
- 在不同温度和相对湿度 (RH) 中测量质子导电性.
- 通过激活能计算对导电机制的分析.
主要成果:
- 最佳的MOF-808@MOG-808-1:2复合材料的质子导电率为1.08 × 10−1 S·cm−1 在353 K和93% RH.
- 该CS@MOF-808@MOG-808-1:2-10%复合膜在353K和93%RH时达到1.19 × 10−2 S·cm−1的最大质子导电率.
- 展示的复合材料通过键网络和合适的孔隙结构促进了质子导电.
结论:
- 一种简单的研磨混合方法有效地生产了用于质子导电性的MOF合复合材料.
- 开发的复合PEM显示出在质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 中应用的巨大潜力.
- 该研究强调了基于MOF的复合材料的协同效应,增强了超出单个组件贡献的质子导电.
