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]
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
英俊的铭应助懒羊羊采纳,获得10
刚刚
洪妹妹发布了新的文献求助10
刚刚
ding应助尊敬的班采纳,获得30
1秒前
1秒前
李李发布了新的文献求助20
1秒前
1秒前
emberflow完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
林琅发布了新的文献求助30
3秒前
abn完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
领导范儿应助康2000采纳,获得10
3秒前
wws完成签到 ,获得积分10
3秒前
科研通AI6.2应助夏飞飞采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
maxu发布了新的文献求助10
4秒前
三重积分咖啡完成签到 ,获得积分10
4秒前
柠檬不萌发布了新的文献求助20
5秒前
布公发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
cy完成签到,获得积分10
5秒前
闪闪落雁发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
爱喝水发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
8秒前
田様应助Mars_X采纳,获得10
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
年轻的怀蕊完成签到 ,获得积分10
11秒前
研友_VZG7GZ应助闪闪落雁采纳,获得10
11秒前
蓝天应助zw0907采纳,获得10
11秒前
CipherSage应助杨乐采纳,获得10
12秒前
13秒前
英俊的铭应助111采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
chai发布了新的文献求助10
14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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 2000
Standard: In-Space Storable Fluid Transfer for Prepared Spacecraft (AIAA S-157-2024) 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5948601
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7116224
关于积分的说明 15912008
捐赠科研通 5081384
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2732049
邀请新用户注册赠送积分活动 1692411
关于科研通互助平台的介绍 1615376