清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Advanced composite membranes based on multifunctional fillers constructed by covalently linking phosphotungstic acid with mesoporous carbon nitride for high-performance and durable fuel cell under low humidity

磷钨酸 材料科学 化学工程 介孔材料 芳烯 质子输运 聚合物 高分子化学 化学 复合材料 有机化学 芳基 生物化学 烷基 工程类 催化作用
作者
Lili Liu,Linxing Shi,LV Jian-zhou,Qingqiang Sun,Yuanyuan Zhang,Zengguang Huang,Zhaoxia Hu,Shouwen Chen
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:689: 122154-122154 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2023.122154
摘要

Two-dimensional (2D) nanosheets possessing large specific surface area and high aspect ratio can serve as proton-conduction accelerators owing to their continuous proton transport feature. Herein, phosphotungstic acid (HPW) is chemically grafted to mesoporous carbon nitride nanosheets (CN) via a hydrothermal process to produce water-insoluble HPW/CN (PCN) nanofillers, and subsequently embedded into sulfonated poly(arylene ether sulfone) (SPAES) to develop a long-range proton transport channels for high-performance composite membranes. The loading of hydrophilic HPW enhances the dispersivity and compatibility with the SPAES polymer and improves the mechanical-dimensional-chemical stability of the composite membranes. The formed hydrogen-bonding networks and acid-base interactions between fillers and polymers could endow the SPAES/PCN membranes with favorable water-absorption ability and proton-conducting performance. Besides, the excellent interfacial interactions working as a “bridge” facilitates the formation of well-defined phase-separation structure and constructs long-range ionic/water channels at the SPAES-PCN interface. Moreover, the strong acidic HPW on surface and mesoporous structure of CN enhance effectively water-retention ability of the composite membranes, which is specially contribute to rapid proton transport at low humidity. The proton conductivity of the SPAES/PCN-7.5 membrane reaches up to 250 mS cm−1 at 90 oC, hydrous condition, and 46 mS cm−1 at 80 oC, 50 % RH, which are 42 % and 84 % higher than those of the control SPAES membrane, respectively. The SPAES/PCN-7.5 membrane achieves highest maximum power density of 404–824 mW cm−2 at 80 oC and 50%–100 % RH, exceeding that of the SPAES membrane (207–546 mW cm−2) and Nafion® 112 (359–723 mW cm−2). It still remains stable cell performance, as well as undergoes lower voltages loss and hydrogen permeation after the durability test (144 h, 80 oC/60 % RH). In addition, molecular dynamics simulation analysis is performed to offer new insight into elucidating the structure-property relationships of the composite membrane. These results indicate that the SPAES/PCN composite system is an advanced membrane for the practical applications of fuel cells.
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
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
26秒前
33秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
37秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
48秒前
wenbinvan完成签到,获得积分0
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
back you up应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
xiaozou55完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
YYYYYYYYY发布了新的文献求助10
2分钟前
午后狂睡完成签到 ,获得积分10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
尹沐完成签到 ,获得积分10
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
失眠店员发布了新的文献求助10
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
Barid完成签到,获得积分10
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
hazel完成签到,获得积分10
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
5分钟前
5分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
5分钟前
nicolaslcq完成签到,获得积分10
5分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
5分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
5分钟前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
Walter Gilbert: Selected Works 500
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 500
岡本唐貴自伝的回想画集 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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3661095
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3222233
关于积分的说明 9744081
捐赠科研通 2931862
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1605234
邀请新用户注册赠送积分活动 757780
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 734538