Comparative study of random and block SPEEK copolymers for high-temperature proton exchange membrane electrolysis

共聚物 电解 质子 化学工程 质子交换膜燃料电池 块(置换群论) 材料科学 高分子化学 化学 聚合物 物理化学 复合材料 电极 物理 工程类 数学 生物化学 量子力学 电解质 几何学
作者
Seyed Mehrdad Mirsalami,Mahsa Mirsalami
出处
期刊:Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects [Elsevier BV]
卷期号:702: 134982-134982 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.colsurfa.2024.134982
摘要

Traditionally, High-temperature proton Exchange Membrane Electrolysis (HT-PEME) has relied on costly and exceptionally hydrogen-permeable PFSA ionomers like Nafion®, Flemion®, and Aciplex®. Sulfonated Poly (ether ether ketone) (SPEEK) membranes have been developed as potential substitutes for the highly hydrogen permeable Nafion® membranes. The ion exchange capacity (IEC) of SPEEK membranes has been varied, ranging from 0.5 to 2.2 meq/g, to enhance their performance. Furthermore, the incorporation of ion-conducting units into these polymers is explored using both random and block copolymerization approaches. At 75 °C, SPEEK membranes exhibit significantly lower hydrogen diffusivity (35–50 barriers) compared to Nafion® and Flemion® membranes (∼202 barriers). Among SPEEK yttria-stabilized zirconia membranes (YSZM), those produced through random copolymerization exhibit marginally greater proton-to-hydrogen selectivity than YSZM derived from block SPEEK copolymers with a similar ion exchange capacity (IEC). This could be ascribed to the improved hydrogen-blocking capability resulting from an underdeveloped hydrophilic component. Among the SPEEK membranes tested, the random SPEEK membrane with an IEC of approximately 1.9 meq/g demonstrates superior performance (6.8 A/cm2) compared to a similarly thick (∼45 μm) Flemion® membrane (4.4 A/cm2) at 2.2 V. However, during an accelerated stress test involving 410 successive fluctuating flow densities of 2.8 and 0.04 A/cm2 imitating the alternating period's cycles of a water electrolyzer, the random SPEEK membrane exhibits a higher degradation rate (860 μV/h) compared to Flemion® and Nafion® (505 μV/h).

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
魔幻蜡烛完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
胡天硕完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
魔幻蜡烛发布了新的文献求助10
4秒前
mly发布了新的文献求助10
5秒前
糖果屋发布了新的文献求助10
6秒前
大模型应助momo采纳,获得30
6秒前
云云逸云发布了新的文献求助10
7秒前
10秒前
xxzz完成签到,获得积分10
10秒前
Kyrie完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
胡萝卜完成签到,获得积分20
11秒前
充电宝应助晨露采纳,获得10
12秒前
溜溜溜溜溜完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
邹友亮完成签到,获得积分10
15秒前
念辰发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
TANFOMATION发布了新的文献求助10
16秒前
思源应助Yan采纳,获得10
18秒前
江漓完成签到 ,获得积分10
18秒前
烂漫的从彤完成签到,获得积分10
21秒前
晨露完成签到,获得积分20
22秒前
刘佳丽完成签到 ,获得积分20
23秒前
26秒前
糖果屋完成签到,获得积分10
28秒前
852应助念辰采纳,获得10
28秒前
Yan发布了新的文献求助10
30秒前
qqq完成签到 ,获得积分10
33秒前
田様应助菜菜mm采纳,获得10
35秒前
双下巴啦啦小魔仙完成签到,获得积分10
35秒前
Pinky完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
whuhustwit发布了新的文献求助10
38秒前
39秒前
Grace发布了新的文献求助10
40秒前
42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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6349564
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8164467
关于积分的说明 17178806
捐赠科研通 5405858
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862319
邀请新用户注册赠送积分活动 1839967
关于科研通互助平台的介绍 1689162