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 BV]
卷期号:208: 124034-124034 被引量:22
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
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
尊敬吐司完成签到,获得积分10
刚刚
Emiya完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
一往之前发布了新的文献求助10
4秒前
共享精神应助Zlq采纳,获得10
4秒前
4秒前
852应助qiuling采纳,获得10
4秒前
啦啦康完成签到,获得积分10
4秒前
昊昊完成签到 ,获得积分10
5秒前
尊敬吐司发布了新的文献求助10
5秒前
min发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
小石完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Sukey完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
djdj发布了新的文献求助10
8秒前
阿莫西林发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
万能图书馆应助一往之前采纳,获得10
10秒前
MineMine应助任风采纳,获得10
11秒前
小郭发布了新的文献求助10
11秒前
罗大大完成签到 ,获得积分0
11秒前
炸鸡柳完成签到,获得积分20
11秒前
浮游应助coco采纳,获得10
11秒前
11秒前
elysia发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
淹死的鱼应助小列巴采纳,获得10
12秒前
田様应助zxh采纳,获得10
13秒前
二狗完成签到,获得积分20
13秒前
李健的粉丝团团长应助min采纳,获得30
14秒前
yuanhz发布了新的文献求助10
14秒前
炸鸡柳发布了新的文献求助10
14秒前
Akim应助djdj采纳,获得10
15秒前
Jasper应助加油采纳,获得10
15秒前
16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
《微型计算机》杂志2006年增刊 1600
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
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 4959834
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4220417
关于积分的说明 13142469
捐赠科研通 4004181
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2191268
邀请新用户注册赠送积分活动 1205625
关于科研通互助平台的介绍 1116888