Quaternary Ammonium Polybenzimidazole/Polymeric Ionic Liquid Cross-Linked Membranes with High Proton Conductivity and Stability for HT-PEM Applications

质子 离子液体 质子交换膜燃料电池 电导率 离子键合 化学工程 化学 离子电导率 材料科学 高分子化学 有机化学 离子 催化作用 电解质 物理化学 电极 生物化学 物理 量子力学 工程类
作者
Shuyu Zhang,Yu Luo,Di Yu,Xianfeng Guan,Wanzhen Wu,Cuicui Li,Guangpeng Ma,Xinpu Zhou,Shuang Wang
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (16): 9644-9655 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsapm.4c01470
摘要

Quaternary ammonium (QA) group is widely used in high-temperature proton exchange membranes (HT-PEMs) because of its own strong basicity and ability to form QA–diphosphate ion pairs with phosphoric acid (PA). In this work, compared with other introductions of QA groups in membranes, by adding QA sites to the polybenzimidazole (PBI) main chains, not only PA retention is improved but also the imidazole N–H sites are conserved, which allow them to participate in proton transfer and further improve proton conductivity. QMPBI was prepared by introducing QA groups into the main chains of methyl-containing polybenzimidazole (MPBI) through a series of modifications in order to improve PA uptake and retention. Then, QMPBI and presynthesized polymeric ionic liquid (PIL) containing two nitrogen-positive ion pairs undergo cross-linking to generate composite membranes with different quaternization ratios-QMPBI-X-PIL (where X = 30, 50, 70%). It is experimentally verified that the QMPBI-70%-PIL membrane at a quaternization ratio of 70% has the best proton conductivity and PA retention rate. The QMPBI-70%-PIL membrane had a proton conductivity of 126.22 mS cm–1 at 180 °C and a maximum residual mass of 85.71% at 160 °C/0% RH after a 240 h PA retention test. At 160 °C without humidity, the peak power density of the QMPBI-70%-PIL membrane could reach 454.89 mW cm–2. In conclusion, QMPBI-70%-PIL membranes are expected to be widely used in HT-PEMs.
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
cjw发布了新的文献求助10
刚刚
传奇3应助羊二呆采纳,获得10
1秒前
Ars完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
KFC代吃完成签到,获得积分10
1秒前
迅速寻琴发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
MG_aichy完成签到,获得积分10
2秒前
GWF发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Margham发布了新的文献求助30
3秒前
RichDog发布了新的文献求助30
4秒前
彩色冥幽发布了新的文献求助10
4秒前
自信忻发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
维奈克拉应助妞妞采纳,获得10
5秒前
6秒前
小杜发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
稳重中心发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
冉容完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7U发布了新的文献求助10
8秒前
江江发布了新的文献求助10
9秒前
Tabby完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
充电宝应助王桐采纳,获得10
11秒前
浮游应助畅快远山采纳,获得10
11秒前
曾长石发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
沁秋发布了新的文献求助10
12秒前
ljx完成签到,获得积分10
12秒前
花汀酒完成签到 ,获得积分10
12秒前
peng1发布了新的文献求助10
12秒前
完美世界应助电池博士采纳,获得10
13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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
Digital and Social Media Marketing 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5625544
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4711411
关于积分的说明 14955483
捐赠科研通 4779507
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2553786
邀请新用户注册赠送积分活动 1515698
关于科研通互助平台的介绍 1475905