N-cyclic quaternary ammonium-functionalized anion exchange membrane with improved alkaline stability enabled by aryl-ether free polymer backbones for alkaline fuel cells

氢氧化物 化学 高分子化学 芳基 离子交换 乙醚 苯乙烯 聚合物 氢氧化铵 电导率 共聚物 核化学 无机化学 有机化学 离子 烷基 物理化学 生物化学
作者
Xin Wang,Weibing Sheng,Yinghua Shen,Lei Liu,Sheng Dai,Nanwen Li
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:587: 117135-117135 被引量:56
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2019.05.059
摘要

To realize highly stable anion exchange membrane for alkaline fuel cells, aryl-ether free polystyrene (PS) was employed as polymer backbone and functionalized with alkaline stable N-cyclic quaternary ammonium (QA), e.g. six-membered (DMP) and bis-six-membered N-cyclic QA (ASU) cations via “click chemistry”. Surprisingly, aryl-ether free PS backbone having ASU cation displayed excellent chemical resistance in 1 M NaOH CD3OD/D2O solution at 80 °C even for 3000 h without obvious degradation, as confirmed by NMR spectroscopy. After blending with poly(styrene-ethylene-co-butylene-styrene) (SEBS) copolymer which improved the film-forming ability due to the poor mechanical properties of PS, the ASU-based blended membrane (SEBS/PS-ASU) having SEBS polymer of 10 wt% possessed the hydroxide conductivity of 31.6 mS/cm with an ion exchange capacity (IEC) of 1.76 meq./g. This value was higher than the blended membrane having DMP cations (25.8 mS/cm with a IEC of 1.92 meq./g). Similar behavior has been observed for the PPO system having the same functional cations. It was believed that the high water uptake of ASU-based membrane resulted in the higher ion conductivity. Remarkably, 92.4% of initial hydroxide conductivity was retained for SEBS/PS-ASU membrane with aryl-ether free PS backbone after storage in 1 M NaOH at 80 °C for 900 h, indicating the higher alkaline stability over the AEM counterpart with aromatic PPO polymer backbones having aryl ether bonds (21.0% retention in conductivity under the same test conditions). And the accelerated stability test in 5 M NaOH at 80 °C demonstrated that only 16.8% of loss in conductivity was observed after 1800 h of testing for the blend AEMs having ASU cations. Furthermore, as ionomers in catalyst layers, the ASU-functionalized PS copolymers showed a peak power density of 130 mW/cm2 at a current density of 210 mA/cm2.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
兜兜揣满糖完成签到 ,获得积分10
2秒前
逝水完成签到 ,获得积分10
5秒前
平常雨泽完成签到 ,获得积分10
10秒前
CMUSK完成签到,获得积分10
20秒前
sjx_13351766056完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
slp完成签到 ,获得积分10
39秒前
先锋老刘001完成签到,获得积分10
41秒前
hysmoment完成签到 ,获得积分10
43秒前
封迎松完成签到 ,获得积分10
46秒前
zhangpeipei完成签到,获得积分10
48秒前
49秒前
搬砖的化学男完成签到 ,获得积分10
52秒前
橙子发布了新的文献求助100
54秒前
刘玲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
橙子完成签到,获得积分10
1分钟前
世间安得双全法完成签到,获得积分0
1分钟前
甜甜的采蓝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
可可可11完成签到 ,获得积分10
1分钟前
coolplex完成签到 ,获得积分10
1分钟前
启程牛牛完成签到,获得积分0
1分钟前
潇洒的语蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI2S应助粗犷的迎松采纳,获得10
1分钟前
快乐的完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研菜鸡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
瞬间de回眸完成签到 ,获得积分10
1分钟前
积极的夏天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科研怪人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
宸浅完成签到 ,获得积分10
1分钟前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Rgly完成签到 ,获得积分10
1分钟前
暮雪残梅完成签到 ,获得积分10
2分钟前
楚奇完成签到,获得积分10
2分钟前
zqlxueli完成签到 ,获得积分10
2分钟前
HXL完成签到 ,获得积分10
2分钟前
张展鹏完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Herman完成签到 ,获得积分10
2分钟前
曾经不言完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
【本贴是提醒信息,请勿应助】请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
Evolution 3000
좌파는 어떻게 좌파가 됐나:한국 급진노동운동의 형성과 궤적 2500
Die Elektra-Partitur von Richard Strauss : ein Lehrbuch für die Technik der dramatischen Komposition 1000
CLSI EP47 Evaluation of Reagent Carryover Effects on Test Results, 1st Edition 600
構造物 : 地盤系の動的相互作用解析による杭基礎の耐震設計に関する研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3026747
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2685328
关于积分的说明 7314254
捐赠科研通 2327250
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1231613
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 599934
版权声明 594469