Construction of Sulfonated Carbon Nanoflowers for Efficient Proton Transportation of the Proton Exchange Membrane

聚丙烯腈 Nafion公司 甲醇 质子交换膜燃料电池 化学工程 渗透 碳化 材料科学 直接甲醇燃料电池 巴勒 质子输运 甲醇燃料 化学 电化学 聚合物 有机化学 吸附 电极 复合材料 物理化学 工程类 阳极 生物化学
作者
Airong Zhang,Xiaoling Liu,You Xu,Zhuang Rao,Guangfang Li,Hongfang Liu
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (15): 8767-8774
标识
DOI:10.1021/acsapm.4c00742
摘要

Sulfonated carbon nanoflowers (SCNFs) were prepared by carbonizing polyacrylonitrile (PACN) as carbon nanoflowers (CNFs) and subsequent sulfonation of CNF. By integration of SCNF with a Nafion matrix, a hybrid membrane was constructed, which exhibited effectively enhanced proton conducting and methanol blocking abilities. Benefiting from the highly rough surface and multidirectional channels of SCNF as well as abundant interaction sites between SCNF and Nafion, the proton conduction pathways were well regulated and optimized in the hybrid membrane. The proton conductivity of the hybrid membrane achieved was 0.260 S cm–1 at 90 °C and 95% RH, which was ∼0.8-fold higher than that of the pristine Nafion membrane (RN). Additionally, the methanol permeability of the SCNF/RN membrane reduced to 10.91 × 10–8 cm2 s–1 from 28.41 × 10–8 cm2 s–1 of RN, which mainly ascribed to an increased meandering degree of methanol permeation in the membrane caused by the barrier function of SCNF. Besides, the single direct methanol fuel cell (DMFC) using the hybrid membrane afforded a power output of 30.8 mW cm–2, ∼153% that of the single-cell using RN (20.1 mW cm–2). This study furnishes a worthy strategy to construct 3D functional carbon nanomaterials for fabricating a proton exchange membrane with a brilliant overall performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
华仔应助夏枯草采纳,获得20
2秒前
gloval完成签到,获得积分10
2秒前
geold完成签到,获得积分10
3秒前
好想毕业完成签到,获得积分10
4秒前
八二四九完成签到 ,获得积分10
4秒前
pbb关注了科研通微信公众号
5秒前
wushangyu发布了新的文献求助10
6秒前
九思完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
酷炫邑发布了新的文献求助20
7秒前
无花果应助边边角角落落采纳,获得10
7秒前
LC发布了新的文献求助10
10秒前
含糊的灵雁完成签到,获得积分10
11秒前
Ava应助dzjin采纳,获得10
11秒前
共享精神应助芥末采纳,获得10
11秒前
hiha完成签到,获得积分0
12秒前
焰音发布了新的文献求助20
12秒前
可靠乌龟完成签到 ,获得积分10
14秒前
长情天川发布了新的文献求助20
14秒前
学fei了吗完成签到 ,获得积分10
15秒前
诺诺关注了科研通微信公众号
15秒前
在水一方应助酷炫邑采纳,获得10
18秒前
追寻冰淇淋完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
23完成签到 ,获得积分10
21秒前
球球尧伞耳完成签到,获得积分10
23秒前
25秒前
CipherSage应助杨艺采纳,获得10
26秒前
27秒前
Jry发布了新的文献求助10
29秒前
orixero应助山椒采纳,获得10
29秒前
波哥发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
32秒前
32秒前
无限亦云完成签到,获得积分10
33秒前
Semy应助lucygaga采纳,获得10
34秒前
科研通AI6.1应助Jry采纳,获得10
34秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
高分求助中
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6904018
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8597961
关于积分的说明 18252400
捐赠科研通 6306408
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3063455
关于科研通互助平台的介绍 2085652
邀请新用户注册赠送积分活动 2041236