NH2-UiO66 functionalized polyimide nanofiber to anchor HPW and fabricate high-performance sandwich-structure membrane for achieving excellent durability

电导率 纳米纤维 材料科学 聚酰亚胺 质子交换膜燃料电池 磷钨酸 化学工程 肿胀 的 质子 质子输运 高分子化学 复合材料 图层(电子) 化学 有机化学 物理化学 生物化学 物理 量子力学 工程类 催化作用
作者
Peng Wei,Yang Sui,Dong Huang,Bensheng Zhu,Xiaoyu Meng,Qiong Zhou
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:475: 146512-146512 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.146512
摘要

Sulfonated poly ether ether ketone (SPEEK) was used to fabricate proton exchange membrane (PEM) due to its adaptable proton conductivity. However, PEM cannot simultaneously enhance its conductivity and stability. To solve the problem mentioned above, phosphotungstic acid (HPW) with strong inherent proton conductivity was chosen to add to the SPEEK matrix, but it still faces the leaky problem. NH2-UiO-66 (NU6) with a large surface area and chemical stability was synthesized in situ on the surface of polyimide (PI) nanofiber to create NU6@PI nanofiber, which can be used to anchor HPW. Meanwhile, the stability of proton transport channel may be further enhanced by the sandwich structure, which may be advantageous for proton transport. The NU6@PI/SPEEK + HPW-20 exhibited a conductivity of 174.9 mS·cm−1 and a swelling ratio of 19 % at 60 °C and 100 % RH. After 6 weeks of testing, its conductivity decreased to 151.2 mS·cm−1 which was 24 % higher than that of SPEEK, while the swelling ratio increased to 31 % which was lower than that of SPEEK. The outcome demonstrates that the sandwich-structure NU6@PI/SPEEK + HPW membrane may really boost proton conductivity and stability at the same time. By using XPS and TEM, it is possible to confirm the acid-base interaction and acid-rich layer that exist at the interfaces of NU6@PI nanofiber and HPW/SPEEK matrix. After 6-weeks of usage, the sandwich-structure composite membrane with nanofiber at both the top and bottom of PEM can still maintain high proton conductivity and high stability, offering a novel research idea for resolving the issue that PEM cannot simultaneously achieve significant proton conductivity as well as elevated stability.
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
1秒前
2秒前
Catalysis123发布了新的文献求助10
3秒前
exile发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
mmmm完成签到,获得积分10
5秒前
顾矜应助77采纳,获得10
5秒前
追寻的不正完成签到,获得积分10
6秒前
积极的小馒头应助CD采纳,获得10
6秒前
汤圆完成签到,获得积分10
7秒前
morris发布了新的文献求助10
7秒前
kourosz完成签到,获得积分20
10秒前
搜集达人应助含蓄幻枫采纳,获得10
10秒前
11秒前
香蕉觅云应助蓝波酱采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
亮皮鱼老大完成签到,获得积分10
15秒前
设计狂魔发布了新的文献求助10
16秒前
半圆亻完成签到 ,获得积分10
16秒前
chrysophoron完成签到,获得积分10
16秒前
20秒前
jasar完成签到,获得积分20
21秒前
清爽玉米完成签到,获得积分10
21秒前
xuyan发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
鳗鱼又槐发布了新的文献求助10
25秒前
搜集达人应助精明的可仁采纳,获得20
26秒前
科研通AI2S应助圣托里尼采纳,获得10
26秒前
27秒前
亚威完成签到,获得积分10
28秒前
Explorer3号完成签到,获得积分10
28秒前
奔奔发布了新的文献求助10
28秒前
设计狂魔完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
30秒前
动听皮带完成签到,获得积分20
30秒前
SciGPT应助李振华采纳,获得10
31秒前
Vicky完成签到 ,获得积分10
31秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 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 3141210
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2792192
关于积分的说明 7801885
捐赠科研通 2448394
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1302521
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626638
版权声明 601237