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
神勇的天问完成签到 ,获得积分10
3秒前
lxj1472完成签到,获得积分10
3秒前
傲娇雅蕊完成签到 ,获得积分10
5秒前
淞淞于我完成签到 ,获得积分0
7秒前
8秒前
11秒前
马明旋完成签到,获得积分10
11秒前
maketurbo发布了新的文献求助10
14秒前
追寻夜香完成签到 ,获得积分10
16秒前
LHL完成签到,获得积分10
16秒前
littlejin完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
kyle完成签到 ,获得积分10
18秒前
LYQ完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
优美的镜完成签到,获得积分10
21秒前
Criminology34应助寒2026采纳,获得10
22秒前
EE5577完成签到,获得积分10
22秒前
zyb完成签到 ,获得积分10
23秒前
slj发布了新的文献求助10
23秒前
26秒前
EE5577发布了新的文献求助10
26秒前
纸条条完成签到 ,获得积分10
27秒前
zf发布了新的文献求助10
28秒前
含蓄的笙完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
为为的小耳朵完成签到 ,获得积分10
28秒前
薛强完成签到,获得积分10
29秒前
ChengYonghui完成签到,获得积分10
29秒前
怀亦完成签到 ,获得积分10
29秒前
大力元霜发布了新的文献求助10
30秒前
旺仔QQ完成签到,获得积分10
31秒前
英姑应助柔弱小懒虫采纳,获得10
32秒前
33秒前
152894完成签到,获得积分20
33秒前
托托完成签到,获得积分10
34秒前
natus完成签到,获得积分10
36秒前
Sodagreen2023完成签到,获得积分10
36秒前
152894发布了新的文献求助10
38秒前
王坤完成签到,获得积分10
43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
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
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
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 7529628
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9115460
关于积分的说明 19468506
捐赠科研通 7130269
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3256112
关于科研通互助平台的介绍 2423867
邀请新用户注册赠送积分活动 2243703