通过在造过程中添加1,2,4-Triazole来控制 perfluorosulfonic 酸膜的定向
Tatsuya Miyajima1,2, Susumu Saito1, Takumi Okuyama1
1Innovative Technology Research Center, AGC Inc., 1-1 Suehirocho, Turumi-ku, Yokohama 230-0045, Japan.
Polymers
|September 14, 2024
概括
将1,2,4-triazole添加到 perfluorosulfonic acid (PFSA) 薄膜中会产生异性离子集群,增强燃料电池应用中薄膜表面的质子导电性.
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
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 高硫酸 (PFSA) 聚合物是聚合物电解质燃料电池中的关键电解质膜.
- 控制PFSA薄膜的结构方向是优化质子导电性的关键.
研究的目的:
- 调查结构定向控制对PFSA薄膜中质子导电性的影响.
- 为了使PFSA薄膜的离子集群结构具有异质性,使用1,2,4-triazole.
主要方法:
- 在造过程中将1,2,4-三加入到PFSA薄膜中.
- 测量不同方向的质子导电性 (薄膜表面与薄膜厚度).
- 使用小角度X射线散射 (SAXS) 的结构分析.
主要成果:
- 与薄膜厚度方向相比,含有1,2,4-三的PFSA薄膜在薄膜表面方向上表现出明显更高的质子导电性.
- 萨克斯分析表明,离子集群结构中的异质性与观察到的导电性相关.
- 异型结构归因于硫酸组与1,2,4-triazole之间的强相互作用和表面分离驱动的相位分离.
结论:
- 通过1,2,4-triazole添加的结构定向控制有效地在PFSA膜中创建异型离子集群.
- 这种异质性导致定向质子导电性,有利于燃料电池性能.
- 这些发现为制造具有针对先进能源应用的量身定制的离子集群结构的PFSA薄膜提供了途径.
