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
多宝完成签到,获得积分10
1秒前
Mic应助特意按采纳,获得10
2秒前
小鲨鱼芋芋完成签到,获得积分10
3秒前
jiang完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
香蕉觅云应助Victor陈采纳,获得10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
丘比特应助文艺的冬日采纳,获得10
6秒前
爆米花应助鹏哥爱科研采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
彭于晏应助半圆亻采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
临渊不羡鱼关注了科研通微信公众号
9秒前
land完成签到,获得积分10
9秒前
顾矜应助ClarkLee采纳,获得10
9秒前
左旋多巴发布了新的文献求助10
10秒前
jjjjj完成签到,获得积分10
10秒前
大气的懒羊羊完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
QingS应助娜尼啊采纳,获得10
11秒前
茉莉雨发布了新的文献求助30
12秒前
曾经山柏发布了新的文献求助10
12秒前
τ涛发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
黑大帅发布了新的文献求助10
13秒前
充电宝应助YangSY采纳,获得10
14秒前
zhao发布了新的文献求助20
14秒前
14秒前
柚子发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
共享精神应助拉萌采纳,获得10
16秒前
wenli发布了新的文献求助10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
gomm完成签到,获得积分10
17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 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
从k到英国情人 1700
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 5775681
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5625393
关于积分的说明 15439397
捐赠科研通 4907935
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2641025
邀请新用户注册赠送积分活动 1588807
关于科研通互助平台的介绍 1543677