Carbazole-Based branched Poly(Aryl Piperidinium) membranes for Ultra-Stable anion exchange membrane fuel cells

咔唑 离子交换 芳基 高分子化学 化学 燃料电池 离子 离子交换膜 化学工程 材料科学 有机化学 烷基 生物化学 工程类
作者
Jiayao Yang,Jialin Zhao,Na Li,Yijia Lei,Jingyi Wu,Jian Gao,Shiyao Sun,Kuirong Feng,Yan Wang,Zhe Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:489: 151446-151446 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.151446
摘要

In the technological development of anion exchange membrane fuel cells (AEMFCs), it is crucial to prepare anion exchange membranes (AEMs) with high conductivity and excellent dimensional stability. This study successfully developed highly branched poly(aryl piperidinium) AEMs by introducing 4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl as branched linker unit into the poly(p-terphenyl piperidinium) backbone. With the introduction of the carbazole group, the plane-conjugated structure and non-rotatable properties are fully utilised, which effectively reduces the entanglement between the polymer backbones and increases the free volume of the AEMs, hence facilitates the construction of an efficient ion transport channel. The branched structure effectively reduces the water uptake of the membrane which leads to improved dimensional stability. The optimized QPCBP-TP-7 membrane exhibited a high conductivity, reaching up to 151.88 mS cm−1 at 80 °C, along with excellent mechanical strength (TS = 42.51 MPa, EB = 13.32 %, wet state) and dimensional stability (SR of 22.9 % at 80 °C). Surprisingly, this membrane also exhibited favorable antioxidant properties (retaining over 97.28 % weight after 96 h in Fenton's reagent at 80 °C), and alkaline stability (retaining over 86.81 % efficacy after 1500 h in 5 M NaOH solution at 80 °C). In AEMFCs applications, the QPCBP-TP-7 membrane achieved peak power density (PPD) up to 616 mW cm−2 with the current density is 1330 mA cm−2 at 80 °C (H2-O2) and the QPCBP-TP-7 membrane remained stable and hardly degraded when operated at constant current of 0.1 A cm−2 (80 °C) over 100 h.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
无花果应助nn采纳,获得10
1秒前
置默完成签到,获得积分10
1秒前
gww完成签到,获得积分20
2秒前
zhmyjk发布了新的文献求助60
2秒前
MADKAI发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
隐形曼青应助gaos采纳,获得10
2秒前
侦察兵发布了新的文献求助10
3秒前
JamesPei应助科研小小小白采纳,获得10
3秒前
3秒前
yaqin@9909完成签到,获得积分10
3秒前
嗨JL完成签到,获得积分10
3秒前
帅玉玉发布了新的文献求助10
3秒前
鳗鱼冰薇完成签到 ,获得积分10
5秒前
tanjianxin发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
霸王龙完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
细心映寒发布了新的文献求助10
6秒前
哈哈发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
安静的雨完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
liu完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
神麒小雪完成签到,获得积分10
8秒前
苹果酸奶发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
粥粥完成签到 ,获得积分10
9秒前
小离发布了新的文献求助30
10秒前
11秒前
nk完成签到 ,获得积分10
11秒前
kkk完成签到 ,获得积分10
11秒前
韭菜发布了新的文献求助10
11秒前
KSGGS发布了新的文献求助30
12秒前
李爱国应助tanjianxin采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527699
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107752
关于积分的说明 9286499
捐赠科研通 2805513
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539954
邀请新用户注册赠送积分活动 716878
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709759