Stable branched polybenzimidazole high temperature proton exchange membrane: Crosslinking and pentaphosphonic-acid doping lower fuel permeability and enhanced proton transport

材料科学 聚合物 高分子化学 化学工程 Nafion公司 电导率 质子交换膜燃料电池 热稳定性 质子输运 聚酰亚胺 聚合 芳烯 化学 有机化学 复合材料 电化学 物理化学 工程类 生物化学 图层(电子) 烷基 芳基 电极
作者
Hui Guo,Zhongfang Li,Hongchang Pei,Peng Sun,Lei Zhang,Ping Li,Xiaoyan Yin
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:644: 120092-120092 被引量:43
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2021.120092
摘要

Branched polybenzimidazole (PBI) derivatives with large free volume and deformation rate exhibit unexpected properties in high temperature proton exchange membranes (HTPEMs) applications. However, the weak chain entanglement of branched structure implies poor membrane-forming performance. To effectively improve the comprehensive performance of HTPEMs, a branched tqPBI polymer is prepared by direct polymerization of mPBI polymers with tetra-acids (TCAQ), and crosslinked interpenetrating networks are constructed by thermal crosslinking with brominated polyimide (dBPEI) crosslinker. The networks can completely wrap the synthesized cerium pentaphosphonic acid (CePMP) by ionic and hydrogen bonds to achieve high doping levels of proton conductors. Meanwhile, the good mechanical property, chemical stability, and dimensional stability of tqPBI-dBPEI/CePMP membranes are acceptable. The permeability coefficient of tqPBI-dBPEI/CePMP membranes is 1–2 orders of magnitude lower for gas (H2 & O2) and liquid (methanol) phase fuel than Nafion membrane. At 180 °C, the proton conductivity of tqPBI-dBPEI(8)/CePMP(40) is 0.143–0.048 S/cm from 100% RH to anhydrous conditions. More importantly, after the proton-conducting durability test for 96 h, the conductivity of tqPBI-dBPEI(8)/CePMP(40) decayed by 1.9% at 100% and 1.0% at anhydrous conditions. The results demonstrate the effectiveness of crosslinking and doping strategy in the branched membrane, which is suitable for HTPEMS applications.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Owen应助小鱼采纳,获得10
2秒前
未来的幻想完成签到,获得积分10
2秒前
加减乘除发布了新的文献求助10
2秒前
可研发布了新的文献求助10
2秒前
加减乘除发布了新的文献求助10
2秒前
加减乘除发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
月月月鸟伟完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
迷路的十四完成签到,获得积分10
3秒前
坚强的元瑶完成签到,获得积分10
4秒前
郭一鸣完成签到,获得积分10
4秒前
高大冷菱发布了新的文献求助10
4秒前
小马甲应助研友_Lw43gn采纳,获得30
5秒前
5秒前
哈哈哈哈完成签到 ,获得积分10
6秒前
小杨发布了新的文献求助10
6秒前
一念初见发布了新的文献求助10
6秒前
Oasis发布了新的文献求助10
7秒前
123应助ytong采纳,获得10
7秒前
eternal_dreams完成签到 ,获得积分10
7秒前
Seth完成签到,获得积分10
8秒前
落后的皮卡丘完成签到,获得积分10
8秒前
Ting完成签到,获得积分10
8秒前
Trista完成签到,获得积分10
8秒前
mlle完成签到,获得积分10
8秒前
王十应助wildeager采纳,获得200
9秒前
大气的乌冬面完成签到,获得积分10
9秒前
noya仙贝完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
科研科研完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
Lucas应助shenkekeyan采纳,获得10
11秒前
pp发布了新的文献求助10
11秒前
你好啊完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
杨幂完成签到,获得积分10
12秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
好困应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134083
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2784918
关于积分的说明 7769341
捐赠科研通 2440444
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1297415
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 624959
版权声明 600792