Constructing novel cross-linked polybenzimidazole network for high-performance high-temperature proton exchange membrane

磷酸 质子交换膜燃料电池 电导率 共价键 质子 化学工程 质子输运 材料科学 羟甲基 化学 高分子化学 有机化学 物理化学 工程类 物理 量子力学 生物化学
作者
Jinwu Peng,Xian‐Zhu Fu,Jing‐Li Luo,Yi Liu,Lei Wang,Xiaojun Peng
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:643: 120037-120037 被引量:153
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2021.120037
摘要

Compared with linear polybenzimidazole (PBI) membranes, cross-linked phosphoric acid (PA)-PBI membranes with superior mechanical strength have greater potential for application in high-temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFCs). However, performances of conventional cross-linked membranes are usually limited by densely cross-linked network, and reduced concentration of proton-conductive imidazole units. Therefore, it still remains a big challenge to fabricate high-performance cross-linked PA-PBI membranes. Herein, we build covalently cross-linked PBI network using commercially available 2,6-bis(hydroxymethyl)-4-methylphenol (BHMP) as cross-linking agent through a well-established film-forming process. The optimized covalently cross-linked network can combine high mechanical properties, desired proton conductivity as well as excellent fuel cell performance, owing to a loose but tough cross-linked molecular structure and existence of favorable additional hydroxyl for proton transport. Especially, the covalently cross-linked membrane with BHMP content of 1% display a high proton conductivity of 168.4 mS cm−1 and a good power density of 597.5 mW cm−2 at 160 °C without humidification, outperforming the pristine OPBI membrane. Additionally, in long-term durability test, the voltage decay of cross-linked membrane is low (0.0212 mV h−1) at current density of 200 mA cm−2, suggesting an excellent membrane 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
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
慕青应助天才来了采纳,获得10
刚刚
科研通AI2S应助LZ01采纳,获得10
刚刚
jxy0408完成签到,获得积分10
刚刚
lulu发布了新的文献求助10
刚刚
molihuakai应助LZ01采纳,获得10
刚刚
小何发布了新的文献求助10
1秒前
所所应助lllhhh7采纳,获得10
1秒前
张欢馨应助杉杉采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
吴小根发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
15发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
大胆的魔镜完成签到 ,获得积分10
2秒前
鹿鹿发布了新的文献求助10
2秒前
yy发布了新的文献求助10
2秒前
时尚的虔发布了新的文献求助10
2秒前
luluan完成签到,获得积分10
2秒前
啦啦啦~发布了新的文献求助10
3秒前
懒癌晚期完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Lucas应助郭勇慧采纳,获得10
3秒前
三安完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
张欢馨应助余悸采纳,获得10
3秒前
vivi发布了新的文献求助10
4秒前
听你说完成签到,获得积分10
4秒前
xixi发布了新的文献求助10
5秒前
NexusExplorer应助godchai采纳,获得10
5秒前
认真碧灵完成签到,获得积分10
5秒前
何思发布了新的文献求助10
6秒前
惊蛰完成签到,获得积分10
6秒前
无花果应助WhiteSand采纳,获得10
7秒前
8秒前
yoyo发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
默默冷亦发布了新的文献求助10
9秒前
芝士完成签到,获得积分10
9秒前
xuexue完成签到,获得积分10
9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
Römisch-Germanische Forschungen 1000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Green Fire Retardants for Polymeric Materials 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7616252
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9191694
关于积分的说明 19697071
捐赠科研通 7188830
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3271641
关于科研通互助平台的介绍 2434643
邀请新用户注册赠送积分活动 2266779