3D Covalent Organic Framework Membrane with Interactive Ion Nanochannels for Hydroxide Conduction

化学 共价键 氢氧化物 离子 共价有机骨架 热传导 化学工程 纳米技术 无机化学 有机化学 热力学 生物化学 物理 工程类 材料科学
作者
Jia Chen,Zhuozhuo Tang,Li Sheng,Zonglong Li,Da Zhu,Jianlong Wang,Yaping Tang,Xiangming He,Hong Xu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (4): 3714-3723 被引量:12
标识
DOI:10.1021/jacs.4c16029
摘要

Crystalline porous materials, known for their ordered structures, hold promise for efficient hydroxide conductivity in alkaline fuel cells with limited ionic densities. However, the rigid cross-linking of porous materials precludes their processing into membranes, while composite membranes diminish materials' conductivity advantage due to the interrupted phases. Here, we report a self-standing three-dimensional covalent organic framework (3D COF) membrane with efficient OH-transport through its interconnected 3D ionic nanochannels. The large-area, homogeneously connected COF membrane, with an 8 cm diameter and 20 μm thickness, was prepared using an interface polymerization strategy assisted by sacrificial templates of a polyacrylonitrile membrane. At the microscopic level, the introduction of imidazolium salt-building units resulted in a noninterpenetrated structure of 3D COF, creating a 3D interactive continuous hydrophilic channel for OH--conduction. The 3D COF membrane demonstrated high conductivity (169 mS/cm at 80 °C, 100% humidity) and achieved a peak power density of 160 mW/cm2 in H2/O2 single-cell tests. This COF interface polymerization strategy brings new possibilities to address the challenges of porous material membrane formation and is expected to advance their practical applications in the field of ion transport.
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
胡萝卜z发布了新的文献求助20
刚刚
huanhuan完成签到,获得积分10
1秒前
田様应助Sxin采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
CipherSage应助自觉的雨南采纳,获得10
2秒前
3秒前
ver完成签到,获得积分10
3秒前
大仁哥完成签到,获得积分10
3秒前
Badada完成签到 ,获得积分10
5秒前
mmm4完成签到 ,获得积分10
5秒前
蓝色的梦完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
吃元宵完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
桐桐应助老肥采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
念念发布了新的文献求助10
8秒前
火豹完成签到,获得积分10
8秒前
田様应助静默采纳,获得10
8秒前
Ywantyou发布了新的文献求助10
8秒前
dyfsj发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
文艺映阳完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
zyz给zyz的求助进行了留言
11秒前
归尘发布了新的文献求助10
11秒前
ding应助催化民工采纳,获得10
11秒前
11秒前
善学以致用应助勤恳钢笔采纳,获得10
12秒前
彭于晏应助白纸采纳,获得10
12秒前
Orange应助平淡小丸子采纳,获得10
13秒前
lalafish发布了新的文献求助30
13秒前
jacob258发布了新的文献求助20
13秒前
13秒前
现代的紫霜完成签到,获得积分10
14秒前
cangmingzi发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 1500
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6010750
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7557367
关于积分的说明 16134916
捐赠科研通 5157535
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2762405
邀请新用户注册赠送积分活动 1741025
关于科研通互助平台的介绍 1633495