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
一颗煎蛋完成签到,获得积分10
2秒前
善学以致用应助尚亚静采纳,获得10
2秒前
天天快乐应助小魏哥采纳,获得10
3秒前
SciGPT应助聚格互娱采纳,获得10
5秒前
呲花发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
JunfDai完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
Lizhui完成签到,获得积分10
8秒前
yuanyuan发布了新的文献求助10
12秒前
yee发布了新的文献求助10
12秒前
仙妮宝贝发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
hahasail完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
123发布了新的文献求助10
18秒前
Tcd77Up发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
Lucas应助O椰采纳,获得10
19秒前
一朵约尔发布了新的文献求助10
19秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
21秒前
21秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
21秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
所所应助倒霉蛋采纳,获得10
21秒前
LX应助科研通管家采纳,获得50
21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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
简明药物化学习题答案 500
Quasi-Interpolation 400
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 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 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 6275413
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8095221
关于积分的说明 16922412
捐赠科研通 5345271
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2841927
邀请新用户注册赠送积分活动 1819149
关于科研通互助平台的介绍 1676404