Highly hydrophilic polybenzimidazole/Zirconia composite separator with reduced gas crossover for alkaline water electrolysis

分离器(采油) 电解 电解质 材料科学 化学工程 复合数 多孔性 电解水 化学 复合材料 电极 有机化学 物理化学 工程类 物理 热力学 生物化学
作者
Hongjing Li,Xu Hu,Kang Geng,Min Liu,Bin Hu,Qinghai Chen,Zhijian Jiang,Meizi He,Yingda Huang,Nanwen Li,Zushun Xu,Quanyuan Zhang
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:683: 121844-121844 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2023.121844
摘要

Porous separators have been widely used in alkaline water electrolyzers (AWEs). To solve the problem of high gas permeability and stability caused by the large pores and poor compatibility of commercial Zirfon separators, it is important to develop a diaphragm with high OH− conductivity, high bubble point pressure, low area resistance, and low hydrogen permeability for alkaline electrolyzers. Here, we proposed highly hydrophilic polybenzimidazole-type composite porous separators with specific sponge-like pores via nonsolvent-induced phase separation. The high hydrophilicity of poly(2, 2'-(1, 4-naphthalene)-5, 5′-dibenzimidazole) (NPBI) and ZrO2 enhanced the interfacial interaction to prevent filler overflow. Compared to the Zirfon separator, the area resistance and hydrogen permeability of the proposed separators were significantly reduced. The Z60 diaphragm exhibited a higher water absorption rate (62.2%) and KOH liquid absorption rate (23.5%), lower area resistance (0.162 Ω cm2), higher bubble pressure (4.48 bar), and lower hydrogen permeability (2.63 L min−1·cm−2). Moreover, the voltage of the Z60 diaphragm was 2.007 V at 0.5 A/cm2 in 6 M KOH, which is comparable to commercial Zirfon. The Z60 separator used for AWEs with Ni foam catalysts obtained an excellent long-term stability of up to 400 h with a voltage fluctuation of only 55 μV/h. Therefore, the design of the NPBI/ZrO2 porous composite diaphragm provides a new idea for the development of high-performance alkaline water electrolysis.
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
陈过年完成签到 ,获得积分10
1秒前
蓝风铃完成签到 ,获得积分10
1秒前
大个应助江月年采纳,获得10
2秒前
walx发布了新的文献求助10
2秒前
YANA完成签到,获得积分10
3秒前
jiajiajai发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
KinKrit完成签到 ,获得积分10
5秒前
zsfxqq完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
英俊的铭应助木婉清采纳,获得10
14秒前
Hello应助却依然采纳,获得10
15秒前
Willy完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
21秒前
23秒前
拉长的诗蕊完成签到,获得积分10
24秒前
小媛发布了新的文献求助10
25秒前
啊巴拉发布了新的文献求助10
26秒前
haha完成签到,获得积分20
27秒前
轩辕白竹发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
Anaero完成签到,获得积分10
28秒前
却依然发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
酷波er应助lbjcp3采纳,获得10
31秒前
ZiXuanCui完成签到,获得积分10
31秒前
852应助皮崇知采纳,获得10
32秒前
ding应助小媛采纳,获得10
32秒前
hzs完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
轩辕白竹完成签到,获得积分10
35秒前
啊巴拉完成签到,获得积分10
36秒前
小媛完成签到,获得积分10
37秒前
尊敬的花卷完成签到 ,获得积分10
37秒前
38秒前
刻苦的宛白完成签到,获得积分10
40秒前
科研圣体发布了新的文献求助10
41秒前
ewyzero发布了新的文献求助30
41秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
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 3967080
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512449
关于积分的说明 11163289
捐赠科研通 3247337
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793799
邀请新用户注册赠送积分活动 874603
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804450