Double cross-linked 3D layered PBI proton exchange membranes for stable fuel cell performance above 200 °C

磷酸 电导率 质子交换膜燃料电池 质子 化学工程 材料科学 甲醇 蒸发 脱水 分子 磷酸盐 化学 有机化学 物理化学 冶金 工程类 物理 热力学 量子力学 生物化学
作者
Liang Zhang,Mengjiao Liu,Danyi Zhu,Mingyuan Tang,Taizhong Zhu,Congjie Gao,Fei Huang,Lixin Xue
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 3409-3409 被引量:75
标识
DOI:10.1038/s41467-024-47627-4
摘要

Abstract Phosphoric acid doped proton exchange membranes often experience performance degradation above 200 °C due to membrane creeping and phosphoric acid evaporation, migration, dehydration, and condensation. To address these issues, here we present gel-state polybenzimidazole membranes with double cross-linked three-dimensional layered structures via a polyphosphoric acid sol-gel process, enabling stable operation above 200 °C. These membranes, featuring proton-conducting cross-linking phosphate bridges and branched polybenzimidazole networks, effectively anchor and retain phosphoric acid molecules, prevent 96% of its dehydration and condensation, improve creep resistance, and maintain excellent proton conductivity stability. The resulting membrane, with superior through-plane proton conductivity of 0.348 S cm −1 , delivers outstanding peak power densities ranging from 1.20–1.48 W cm −2 in fuel cells operated at 200-240 °C and a low voltage decay rate of only 0.27 mV h −1 over a 250-hour period at 220 °C, opening up possibilities for their direct integration with methanol steam reforming systems.
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
淼淼发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
molihuakai应助科研通管家采纳,获得30
刚刚
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
共享精神应助科研通管家采纳,获得30
刚刚
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
祁忆发布了新的文献求助10
刚刚
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
1秒前
shuaige发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
0409hhh发布了新的文献求助10
3秒前
丘比特应助母猪上树采纳,获得10
3秒前
4秒前
licaiwsk发布了新的文献求助10
5秒前
ding应助皮皮杰采纳,获得10
6秒前
斯文败类应助实心小墩墩采纳,获得10
6秒前
wuxin发布了新的文献求助10
7秒前
sheng发布了新的文献求助10
7秒前
小蘑菇应助yuxin采纳,获得10
7秒前
8秒前
0409hhh完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
今后应助qiumin采纳,获得10
10秒前
cps完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6521895
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8315119
关于积分的说明 17788031
捐赠科研通 5624076
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2927717
邀请新用户注册赠送积分活动 1904556
关于科研通互助平台的介绍 1764673