亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Outstanding proton conductivity over wide temperature and humidity ranges and enhanced mechanical, thermal stabilities for surface-modified MIL-101-Cr-NH2/Nafion composite membranes

Nafion公司 材料科学 复合数 热导率 电导率 复合材料 湿度 相对湿度 质子 热的 曲面(拓扑) 化学工程 热力学 化学 物理化学 生物化学 物理 几何学 数学 电极 电化学 量子力学 工程类
作者
Xu Li,Dongwei Zhang,Si Chen,Yingzhao Geng,Yong Liu,Libing Qian,Xi Chen,Jingjing Li,Pengfei Fang,Chunqing He
出处
期刊:Green Energy & Environment [KeAi]
卷期号:9 (11): 1734-1746 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.gee.2023.10.007
摘要

High-performance proton exchange membranes are of great importance for fuel cells. Here, we have synthesized polycarboxylate plasticizer modified MIL-101-Cr-NH2 (PCP-MCN), a kind of hybrid metal−organic framework, which exhibits a superior proton conductivity. PCP-MCN nanoparticles are used as additives to fabricate PCP-MCN/Nafion composite membranes. Microstructures and characteristics of PCP-MCN and these membranes have been extensively investigated. Significant enhancement in proton conduction for PCP-MCN around 55 °C is interestingly found due to the thermal motion of the PCP molecular chains. Robust mechanical properties and higher thermal decomposition temperature of the composite membranes are directly ascribed to strong intermolecular interactions between PCP-MCN and Nafion side chains, i.e. the formation of substantial acid–base pairs (-SO3-⋅⋅⋅+H–NH-), which further improves compatibility between additive and Nafion matrix. At the same humidity and temperature condition, the water uptake of composite membranes significantly increases due to the incorporation of porous additives with abundant functional groups and thus less crystallinity degree in comparison to pristine Nafion. Proton conductivity (σ) over wide ranges of humidities (30 − 100 % RH at 25 °C) and temperatures (30 − 98 °C at 100 % RH) for prepared membranes is measured. The σ in PCP-MCN/Nafion composite membranes is remarkably enhanced, i.e. 0.245 S/cm for PCP-MCN-3wt.%/Nafion is twice that of Nafion membrane at 98 °C and 100 % RH, because of the establishment of well-interconnected proton transport ionic water channels and perhaps faster protonation–deprotonation processes. The composite membranes possess weak humidity-dependence of proton transport and higher water uptake due to excellent water retention ability of PCP-MCN. In particular, when 3 wt.% PCP-MCN was added to Nafion, the power density of a single-cell fabricated with this composite membrane reaches impressively 0.480, 1.098 W/cm2 under 40 % RH, 100 % RH at 60 °C, respectively, guaranteeing it to be a promising proton exchange membrane.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
3秒前
jobs完成签到 ,获得积分10
9秒前
充电宝应助荷兰香猪采纳,获得10
9秒前
汉堡包应助爱睡觉采纳,获得10
17秒前
gxmu6322完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
bkagyin应助小巧的诗双采纳,获得10
19秒前
wu完成签到,获得积分10
23秒前
在水一方应助ZmZhu采纳,获得10
24秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
26秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
27秒前
唐泽雪穗应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
27秒前
27秒前
思源应助ceeray23采纳,获得20
28秒前
伊笙完成签到 ,获得积分0
29秒前
31秒前
32秒前
Ice发布了新的文献求助10
32秒前
Eric_Li发布了新的文献求助20
35秒前
郝誉完成签到,获得积分10
35秒前
朴素的书琴完成签到,获得积分10
37秒前
兴奋的若菱完成签到 ,获得积分10
37秒前
lx840518完成签到 ,获得积分10
39秒前
Ava应助Ice采纳,获得20
40秒前
完美世界应助anzai采纳,获得10
40秒前
聪慧冰淇淋完成签到 ,获得积分10
53秒前
56秒前
winew发布了新的文献求助30
58秒前
张ZWY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
liubai发布了新的文献求助10
1分钟前
冷酷愚志完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
anzai发布了新的文献求助10
1分钟前
zyz发布了新的文献求助20
1分钟前
hh发布了新的文献求助10
1分钟前
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
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Handbook of Milkfat Fractionation Technology and Application, by Kerry E. Kaylegian and Robert C. Lindsay, AOCS Press, 1995 1000
Athena操作手册 500
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
Affinity Designer Essentials: A Complete Guide to Vector Art: Your Ultimate Handbook for High-Quality Vector Graphics 500
Optimisation de cristallisation en solution de deux composés organiques en vue de leur purification 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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5042285
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4272864
关于积分的说明 13321718
捐赠科研通 4085525
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2235208
邀请新用户注册赠送积分活动 1242826
关于科研通互助平台的介绍 1169732