Electrical conductivity, ionic conductivity, optical absorption, and gas separation properties of ionically conductive polymer membranes embedded with Si microwire arrays

Nafion公司 离聚物 材料科学 电导率 聚合物 离子电导率 吸收(声学) 复合数 芳烯 离子键合 高分子化学 导电聚合物 化学工程 离子交换 复合材料 电极 离子 化学 有机化学 电化学 电解质 共聚物 物理化学 生物化学 烷基 芳基 工程类
作者
Joshua M. Spurgeon,Michael G. Walter,Junfeng Zhou,Paul A. Kohl,Nathan S. Lewis
出处
期刊:Energy and Environmental Science [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:4 (5): 1772-1772 被引量:101
标识
DOI:10.1039/c1ee01028j
摘要

The optical absorption, ionic conductivity, electronic conductivity, and gas separation properties have been evaluated for flexible composite films of ionically conductive polymers that contain partially embedded arrays of ordered, crystalline, p-type Si microwires. The cation exchange ionomer Nafion, and a recently developed anion exchange ionomer, poly(arylene ether sulfone) that contains quaternary ammonium groups (QAPSF), produced composite microwire array/ionomer membrane films that were suitable for operation in acidic or alkaline media, respectively. The ionic conductivity of the Si wire array/Nafion composite films in 2.0 M H2SO4(aq) was 71 mS cm−1, and the conductivity of the Si wire array/QAPSF composite films in 2.0 M KOH(aq) was 6.4 mS cm−1. Both values were comparable to the conductivities observed for films of these ionomers that did not contain embedded Si wire arrays. Two Si wire array/Nafion membranes were electrically connected in series, using a conducting polymer, to produce a trilayer, multifunctional membrane that exhibited an ionic conductivity in 2.0 M H2SO4(aq) of 57 mS cm−1 and an ohmic electrical contact, with an areal resistance of ∼0.30 Ω cm2, between the two physically separate embedded Si wire arrays. All of the wire array/ionomer composite membranes showed low rates of hydrogen crossover. Optical measurements indicated very low absorption (<3%) in the ion-exchange polymers but high light absorption (up to 80%) by the wire arrays even at normal incidence, attesting to the suitability of such multifunctional membranes for application in solar fuels production.

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
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
田様应助111采纳,获得10
2秒前
2秒前
搜集达人应助112我的采纳,获得10
2秒前
3秒前
汉堡包应助小乔采纳,获得10
3秒前
今后应助眯眯眼的安雁采纳,获得30
3秒前
Akim应助shinn采纳,获得10
4秒前
irene应助难见春采纳,获得10
5秒前
机灵柚子发布了新的文献求助10
5秒前
郝好东完成签到,获得积分20
5秒前
素人渔夫完成签到,获得积分10
5秒前
旺仔完成签到,获得积分10
5秒前
tian完成签到,获得积分10
6秒前
ChenLan发布了新的文献求助10
6秒前
贴贴完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
神奇的种子完成签到,获得积分10
7秒前
天天快乐应助矮小的向雪采纳,获得10
7秒前
贾学冲发布了新的文献求助10
7秒前
研友_VZG7GZ应助Yxian采纳,获得10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
李lailai发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
CipherSage应助司忆采纳,获得10
9秒前
Leeee发布了新的文献求助10
9秒前
思源应助沉静的代桃采纳,获得10
10秒前
华仔应助ChenLan采纳,获得10
10秒前
Yuling完成签到,获得积分10
11秒前
酷炫芷珊发布了新的文献求助80
13秒前
rachel03发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
王世缘完成签到,获得积分10
14秒前
GingerF应助利物鸟贝拉采纳,获得10
14秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5784847
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5684004
关于积分的说明 15465575
捐赠科研通 4913804
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2644941
邀请新用户注册赠送积分活动 1592845
关于科研通互助平台的介绍 1547234