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
吼吼哈嘿完成签到 ,获得积分10
6秒前
orixero应助dllneu采纳,获得10
24秒前
倩倩完成签到 ,获得积分10
26秒前
42秒前
1分钟前
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
浮游应助Cedric采纳,获得10
2分钟前
时间煮雨我煮鱼完成签到,获得积分10
2分钟前
3分钟前
4分钟前
Double发布了新的文献求助10
4分钟前
忧心的从蓉完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
pasxc完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
5分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得20
5分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得20
5分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
Ma完成签到,获得积分10
5分钟前
ranj完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
laa发布了新的文献求助10
6分钟前
6分钟前
麦旋风发布了新的文献求助10
6分钟前
zjl关闭了zjl文献求助
7分钟前
矢思然完成签到,获得积分10
7分钟前
zjl发布了新的文献求助20
7分钟前
8分钟前
zjl完成签到,获得积分10
8分钟前
狂野的含烟完成签到 ,获得积分10
8分钟前
8分钟前
Kypsi完成签到,获得积分10
8分钟前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(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
Constitutional and Administrative Law 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Holistic Discourse Analysis 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 530
Comparison of spinal anesthesia and general anesthesia in total hip and total knee arthroplasty: a meta-analysis and systematic review 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5346581
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4481113
关于积分的说明 13947277
捐赠科研通 4378960
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2406134
邀请新用户注册赠送积分活动 1398713
关于科研通互助平台的介绍 1371476