高导电性聚合物电解质膜与高温燃料电池的多氧金属混合纳米域
Tingting Li1, Binghui Liu2, Shengchao Chai1
1State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, College of Chemistry, Jilin University, Changchun 130012, China.
Nano letters
|July 6, 2025
概括
新的混合膜与酸 (PA) 合的聚合物电解质在燃料电池中实现高质子导电性. 这项创新通过创建导电纳米领域并改善PA保留来提高性能和耐久性.
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
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 用酸 (PA) 合的聚合物电解质膜对于高温质子交换膜 (HT-PEM) 燃料电池至关重要.
- 一个关键的挑战是,在低PA含量下实现高质子导电性,同时防止PA出.
研究的目的:
- 开发具有增强质子导电性和稳定性的先进HT-PEM.
- 解决当前PA合膜的局限性,特别是在PA负载较低的情况下.
主要方法:
- 混合膜的制造使用带有聚乙烯糖醇 (PEG) 侧链,聚氧甲酸纳米集群 (POM) 和PA的合物聚合物.
- 组装成具有连续纳米领域和密集的键网络的结构.
主要成果:
- 在180°C时获得了109mS cm-1的优质质子导电性.
- 证明了燃料电池的高性能 (1287mW cm-2在160°C),超过商业PBI/PA膜的2.2倍,在PA吸收低 (160%).
- POMs充当交叉连接器,提高机械强度和PA保留.
结论:
- -聚合物混合化策略有效地在HT-PEM中创建高导电性纳米域.
- 这种方法提高了质子导电效率,并抑制了PA漏,从而提高了燃料电池的性能.
- 开发的膜显示了先进能源应用的巨大潜力.
