Elucidating the impact mechanism of temperature and water content on thermal conductivity of hydrated Nafion membranes by molecular dynamics simulation

材料科学 热导率 Nafion公司 分子动力学 化学物理 电解质 电导率 传热 氢键 化学工程 热力学 分子 化学 复合材料 物理化学 计算化学 有机化学 电极 物理 工程类 生物化学 电化学
作者
Lei Xian,Zhengyan Li,Shuchang Li,Lei Chen,Wen‐Quan Tao
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier]
卷期号:208: 124034-124034 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124034
摘要

The thermal conductivity of the proton exchange membrane significantly affects the operating performance of the fuel cell. In this work, the impact of water content and temperature on thermal conductivity of hydrated Nafion membranes was investigated via molecular dynamics simulations and the influencing mechanism was explained from the perspective of interchain and intrachain heat transfer. The study shows that the thermal conductivity is mainly positively affected by water content, which is a result of the triple effect of hydrogen bonding acting as interchain heat transfer bridge, the stronger microphase separation allowing water to behave more like bulk water, and the decrease in the degree of chain torsion resulting in less phonon scattering along the chain. Particularly, we emphasized two crucial paths in which hydrogen bonding improves interchain heat transport. Furthermore, the temperature has little and slightly negative effects on thermal conductivity at low and high hydration levels, respectively. That is because, in low hydration levels, the incomplete hydrogen bond network is hardly influenced, but the bridging effect is suppressed and intrachain heat transfer capacity is reduced in high hydration levels. We believe this study can broaden the design basis of high temperature polymer electrolyte membranes.
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
whx99222发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
就叫十一吧完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
飞翔云端应助Will3978采纳,获得50
3秒前
阿白完成签到 ,获得积分10
3秒前
wanci应助HLT采纳,获得10
3秒前
3秒前
专一的身影完成签到 ,获得积分10
4秒前
橙c美式完成签到,获得积分10
5秒前
阿腾发布了新的文献求助10
6秒前
李健应助欢呼的谷兰采纳,获得10
7秒前
eric发布了新的文献求助10
7秒前
abao发布了新的文献求助10
8秒前
kuikichu完成签到,获得积分10
11秒前
小苏打完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
香蕉觅云应助研友_LN3xyn采纳,获得30
13秒前
jiuyuan135发布了新的文献求助10
13秒前
斯文败类应助哇了哇采纳,获得10
14秒前
窝恁蝶完成签到,获得积分10
14秒前
夏天无发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
君君欧发布了新的文献求助10
17秒前
搬砖人发布了新的文献求助10
17秒前
Chenyan775199发布了新的文献求助10
17秒前
糟糕的金针菇完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
HLT发布了新的文献求助10
18秒前
元谷雪发布了新的文献求助10
19秒前
兴奋元灵完成签到 ,获得积分10
19秒前
Ava应助喊我彩彩采纳,获得10
19秒前
22秒前
水草帽完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
new_vision完成签到,获得积分10
23秒前
希望天下0贩的0应助Lee采纳,获得10
23秒前
研友_VZG7GZ应助惬意的晚风采纳,获得10
23秒前
高分求助中
Evolution 3rd edition 1500
Lire en communiste 1000
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
2-Acetyl-1-pyrroline: an important aroma component of cooked rice 500
Ribozymes and aptamers in the RNA world, and in synthetic biology 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 3180636
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2830962
关于积分的说明 7981889
捐赠科研通 2492629
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1329721
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 635798
版权声明 602954