Fabrication of high performance high-temperature proton exchange membranes through constructing stable cation-rich domain in polybenzimidazole membrane

质子交换膜燃料电池 材料科学 化学工程 领域(数学分析) 离子交换膜 质子 制作 离子交换 化学 有机化学 离子 核物理学 生物化学 医学 物理 工程类 数学分析 病理 数学 替代医学
作者
Jinwu Peng,Xian‐Zhu Fu,Jing‐Li Luo,Lei Wang,Xiaojun Peng
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:453: 139609-139609 被引量:41
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.139609
摘要

Improving the power density (≤ 700 mW cm-2) and long-term durability of fuel cells are crucial for promoting the practical application of high-temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFCs). In this study, a high-power density greater than 1000 mW cm-2 of fuel cell is obtained based on the designed polybenzimidazole (PBI) composite membranes containing cation-rich domains and stable two-phase interfaces. The newly designed membranes were fabricated by incorporating densely alkyl-bromide-functionalized polymer particles into the PBI membrane. The resulting composite membrane exhibited an improved mechanical strength of 12.6 MPa and high proton conductivity of 181.6 mS cm-1 at 160 oC. The power density of the corresponding composite membrane-based fuel cell reached 1090.5 mW cm-2 under a Pt loading of 0.6 mg cm-2 and H2/O2, without any humidification or backpressure at 160 oC, which is one of the most outstanding cell performances among all reported acid-doped high-temperature proton exchange membranes. Additionally, superior stability with a voltage decay rate of 0.0132 mV h-1 was observed in the long-term durability test. Thus, the proposed PBI composite membranes exhibit potential for use in HT-PEMFCs.

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
Ywffffff发布了新的文献求助10
刚刚
清荷228727完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
liia完成签到,获得积分10
1秒前
saturn发布了新的文献求助10
1秒前
Jasper应助zz采纳,获得10
1秒前
pluto应助菠萝吹雪采纳,获得10
3秒前
欢呼的棒棒糖完成签到,获得积分10
3秒前
英姑应助Polaris采纳,获得10
3秒前
qin完成签到,获得积分10
4秒前
紧张的不悔完成签到,获得积分10
5秒前
Bonnie完成签到,获得积分10
5秒前
科研熊完成签到,获得积分10
6秒前
桐桐应助青雉采纳,获得10
6秒前
6秒前
Ava应助xiaojin采纳,获得10
6秒前
7秒前
oo完成签到,获得积分10
7秒前
酷酷的盼海完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
gyh应助科研通管家采纳,获得20
7秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
充电宝应助要减肥南霜采纳,获得10
7秒前
8秒前
lulu发布了新的文献求助10
8秒前
gwo应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研牛马应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
gyh应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得100
8秒前
烟花应助冰糕采纳,获得10
8秒前
Hello应助Jocelyn采纳,获得10
8秒前
hanliulaixi完成签到 ,获得积分10
9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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6044517
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7811836
关于积分的说明 16245549
捐赠科研通 5190332
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2777338
邀请新用户注册赠送积分活动 1760477
关于科研通互助平台的介绍 1643661