Branched Anion-Conducting Poly(arylene alkylene)s for Alkaline Membrane Fuel Cells

芳烯 支化(高分子化学) 阳离子聚合 吸水率 电导率 离子 离子交换 高分子化学 单体 碱性燃料电池 化学 聚合物 材料科学 化学工程 有机化学 复合材料 生物化学 物理化学 工程类 烷基 芳基
作者
Lijuan Li,Tao Jiang,Sheng Wang,Sheng Cheng,Xueliang Li,Haibing Wei,Yunsheng Ding
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (2): 2462-2473 被引量:42
标识
DOI:10.1021/acsaem.1c03952
摘要

Branched, bromopentyl-tethered poly(arylene alkylene)s were synthesized by Friedel–Crafts polyhydroxyalkylation of 7-bromo-1,1,1-trifluoroheptan-2-one and biphenyl with the addition of a small amount of trifunctional monomer (0.5–2.0 mol %), 1,3,5-triphenylbenzene. The subsequent conversion of bromomethyl group of bromopentyl-tethered precursors to quaternary ammonium (QA) to afford cationic ionomers, and these ionomers were then solution-cast into anion-conductive membranes. Compared to the linear, unbranched poly(arylene alkylene)-based AEM analogue, branched membranes exhibited suppressed water absorption, a low hydration number, and good swelling resistance, likely due to the improved chain entanglements as a result of branching. More importantly, although with an 11–38 wt % reduction in water absorption, the branched membranes showed comparable conductivities to the unbranched counterpart, which can be interpreted by the fact that the well-reserved phase-separated morphology and improved ion concentration took place after polymer branching. Specifically, at 80 °C, the conductivities of 131 and 63 mS cm–1 were recorded for branched membrane B-PBPA-1.0% DB in the OH– and Cl– forms, respectively. In addition to the suppressed water uptake and high ion conductivity, the branched membranes exhibited excellent alkaline durability. Over 97% conductivity retention and no structural degradation were observed for B-PBPA-1.0% DB after a 1000-h aging in 1 M NaOH at 80 °C. H2–O2 fuel cell performance was evaluated with the branched membrane B-PBPA-1.0% DB, and a peak power density of 690 mW cm–2 was achieved at 80 °C. The results of this study provide a new polymer structural modification for the fabrication of advanced ionomeric materials for electrochemical technology 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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
nagi发布了新的文献求助10
3秒前
jfeng完成签到,获得积分10
5秒前
JN完成签到,获得积分10
13秒前
忐忑的书桃完成签到 ,获得积分10
14秒前
qaplay完成签到 ,获得积分0
14秒前
友好语风完成签到,获得积分10
15秒前
CLTTTt完成签到,获得积分10
16秒前
yk完成签到,获得积分10
18秒前
甜美的初蓝完成签到 ,获得积分10
22秒前
早安完成签到 ,获得积分10
26秒前
初昀杭完成签到 ,获得积分10
30秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
32秒前
LIU完成签到 ,获得积分10
32秒前
34秒前
nianshu完成签到 ,获得积分0
35秒前
starwan完成签到 ,获得积分10
36秒前
松松发布了新的文献求助20
36秒前
hooddy123459发布了新的文献求助10
37秒前
wenhuanwenxian完成签到 ,获得积分10
41秒前
happy完成签到 ,获得积分10
45秒前
拾壹完成签到,获得积分10
53秒前
雪花完成签到,获得积分10
55秒前
清风完成签到 ,获得积分10
55秒前
雪花发布了新的文献求助10
59秒前
秀丽笑容完成签到 ,获得积分10
1分钟前
江湖应助聪慧芷巧采纳,获得10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
Rjy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
性感母蟑螂完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ruochenzu完成签到,获得积分10
1分钟前
陈尹蓝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
天道酬勤完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
仁爱的谷南完成签到,获得积分10
1分钟前
雯雯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
一路有你完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
ruochenzu发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
wanghao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038066
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575779
关于积分的说明 11373801
捐赠科研通 3305584
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819239
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022