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
Junlin完成签到,获得积分10
1秒前
123456发布了新的文献求助30
2秒前
炙热的笑翠完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Erste完成签到 ,获得积分10
3秒前
李爱国应助陈功城采纳,获得10
7秒前
幸运星完成签到 ,获得积分10
7秒前
贪玩的秋柔应助Xwu采纳,获得20
8秒前
碗碗豆喵完成签到 ,获得积分10
9秒前
西瓜霜完成签到 ,获得积分10
10秒前
Prat_2000完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
urien完成签到,获得积分10
12秒前
qiqi完成签到,获得积分10
13秒前
绯红逍遥发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
HYC完成签到,获得积分10
18秒前
李爱国应助Azoom采纳,获得10
20秒前
QY发布了新的文献求助10
22秒前
超级拖延症完成签到 ,获得积分10
23秒前
科研通AI6.2应助小自采纳,获得10
25秒前
爱玛爱玛完成签到 ,获得积分10
32秒前
粗心的棉花糖完成签到,获得积分10
34秒前
R不可挡应助墨与白采纳,获得10
35秒前
海蓝云天应助学渣中渣采纳,获得20
35秒前
38秒前
38秒前
三尺微命完成签到 ,获得积分10
39秒前
现代的南风完成签到 ,获得积分10
40秒前
好学的泷泷完成签到 ,获得积分10
40秒前
Alrite完成签到,获得积分10
42秒前
范良聪完成签到,获得积分10
43秒前
44秒前
orixero应助mayun95采纳,获得10
46秒前
早早完成签到,获得积分10
47秒前
美满的珠发布了新的文献求助10
48秒前
xufund发布了新的文献求助10
48秒前
egret完成签到,获得积分10
49秒前
WQ完成签到,获得积分10
49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 6353255
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8168245
关于积分的说明 17192085
捐赠科研通 5409372
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2863734
邀请新用户注册赠送积分活动 1841018
关于科研通互助平台的介绍 1689834