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
00关注了科研通微信公众号
1秒前
xing_xing应助Jason采纳,获得20
1秒前
2秒前
2秒前
喜悦半莲完成签到,获得积分10
2秒前
zym完成签到,获得积分10
3秒前
Tqs发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
共享精神应助愉快寄真采纳,获得10
6秒前
害羞的语芹完成签到 ,获得积分10
7秒前
zym发布了新的文献求助10
7秒前
不落的星phux完成签到,获得积分20
8秒前
Owen应助整齐的慕卉采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
香蕉觅云应助蜉蝣采纳,获得10
10秒前
着急的小兔子完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
zhhuyuting发布了新的文献求助20
11秒前
12秒前
小巧秋天完成签到,获得积分20
12秒前
14秒前
15秒前
15秒前
英俊的铭应助不落的星phux采纳,获得10
15秒前
嵩嵩发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
dywen发布了新的文献求助50
18秒前
molihuakai应助xixi采纳,获得10
19秒前
汉堡包应助无私的花生采纳,获得10
20秒前
杨主意发布了新的文献求助10
20秒前
Rich发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
00发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
24秒前
zhoudada发布了新的文献求助10
24秒前
zhoudada发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7554392
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9136926
关于积分的说明 19528202
捐赠科研通 7145627
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3260862
关于科研通互助平台的介绍 2427310
邀请新用户注册赠送积分活动 2249855