Perfluorosulfonic acid proton exchange membrane with double proton site side chain for high-performance fuel cells at low humidity

质子交换膜燃料电池 侧链 材料科学 质子 三氟甲磺酸 化学工程 电导率 相对湿度 聚合物 相(物质) 高分子化学 化学 催化作用 有机化学 复合材料 物理化学 工程类 物理 热力学 量子力学 生物化学
作者
Hongyun Tan,Shengqiu Zhao,S. Eltahir Ali,Shuhong Zheng,Abdullah K. Alanazi,Rui Wang,Haining Zhang,Hala M. Abo‐Dief,Ben Bin Xu,Hassan Algadi,Handong Li,Priyanka Wasnik,Zhanhu Guo,Haolin Tang
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier]
卷期号:166: 155-163 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2023.03.049
摘要

Structural optimization of ionomers is an effective strategy for achieving high-performance proton exchange membranes (PEMs) under low relative humidity (RH) conditions. In this study, sulfonimide group and trifluoromethanesulfonate acid (TFSA) ionic liquids were introduced to the perfluorosulfonic acid (PFSA) side chain, resulting in polymer membranes with varying chain lengths (i.e., PFC2-TF-SI, PFC4-TF-SI, and PFC5-TF-SI). This dual proton-conducting structure extended the length of the hydrophilic side chain and enhanced the hydrophobic-hydrophilic phase separation, aiding in the formation of proton transport channels. Notably, the proton conductivity of PFC5-TF-SI and PFC2-TF-SI membranes reached 7.1 and 10.6 mS/cm at 30% RH and 80 °C, respectively, which were approximately 29.1% and 92.7% higher than that of the pristine PFC5-SA membrane (5.5 mS/cm). Furthermore, the maximum power density of the PFC5-TF-SI and PFC2-TF-SI membranes from the built single fuel cell achieved 649 and 763 mW/cm2 at 30% RH and 80 °C, respectively, which were higher than that of the pristine PFC5-SA membrane (567 mW/cm2) by about 14.5% and 34.6%, respectively. Thus, this study provides a strategy for PEM design under low RH conditions.

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
希妍完成签到,获得积分20
刚刚
orixero应助纸鸢采纳,获得10
1秒前
ding应助meng采纳,获得10
1秒前
正之发布了新的文献求助10
1秒前
JamesPei应助楼一笑采纳,获得10
2秒前
2秒前
4秒前
4秒前
科研通AI6.2应助ashely采纳,获得10
4秒前
徐橙橙发布了新的文献求助10
4秒前
希妍发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.1应助米九采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.3应助吴WU采纳,获得50
6秒前
汉堡包应助沉静的手套采纳,获得10
7秒前
健忘捕完成签到 ,获得积分10
7秒前
WN发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
王w发布了新的文献求助30
8秒前
9秒前
LittleSyar完成签到,获得积分10
9秒前
徐橙橙完成签到,获得积分10
9秒前
在水一方应助深情的羞花采纳,获得10
10秒前
生动的大侠完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
谦让秋莲发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
领导范儿应助SYX采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
张张发布了新的文献求助10
13秒前
李梦茹发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
时尚凝冬发布了新的文献求助10
14秒前
娃娃菜发布了新的文献求助10
15秒前
chengwanying发布了新的文献求助10
15秒前
陈谨完成签到 ,获得积分10
15秒前
彭于晏应助Miracle采纳,获得10
15秒前
Hello应助执着新蕾采纳,获得10
16秒前
16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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6031110
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7711534
关于积分的说明 16196059
捐赠科研通 5178094
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2771027
邀请新用户注册赠送积分活动 1754430
关于科研通互助平台的介绍 1639636