High chemical stability poly(oxindole biphenylene)/ZrO2 porous separator for alkaline water electrolysis

分离器(采油) 电解 多孔性 碱性水电解 氢氧化钾 化学工程 聚砜 化学 电解水 氢氧化物 材料科学 无机化学 电解质 复合材料 聚合物 电极 物理 物理化学 工程类 热力学 生物化学
作者
Hongjing Li,Min Liu,Bin Hu,Xu Hu,Meizi He,Junhao Xin,Chengyuan Niu,Yingda Huang,Nanwen Li,Zushun Xu,Quanyuan Zhang
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:700: 122658-122658 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2024.122658
摘要

Porous separators are essential for alkaline electrochemical energy technologies, such as alkaline water electrolyzers (AWEs). These separators are promising alternatives to dense membranes because they offer the potential for low cost and high ionic conductivity. However, two significant challenges in developing efficient and durable alkaline energy systems are the suppression of hydroxide ions-induced degradation and the reduction of gas permeation in porous separators. Compared to hydrophobic polysulfone (PSF), KOH-doped poly (oxindole biphenylene) (POBP) is a highly stable ion-solvating polymer that can conduct both potassium and hydroxide ions. Building upon this, a series of porous separators based on POBP polymer with different zirconia loads were designed using NIPS to investigate the chemical stability and water electrolysis performance where the Z60 separator exhibits remarkable characteristics, including low area resistance (0.227 Ω cm2), high bubble point pressure (0.813 MPa), low H2 permeability (0.5 L min−1·cm−2) and exceptional 5040 h of ex-situ durability in 6 M KOH at 80 °C. Furthermore, the Z60 diaphragm showed a higher breaking time and lower weight loss after 261 h at 80 °C in the Fenton reagent, with the remaining mass being Z60 was 38 %. Notably, the Z60 diaphragm, when equipped with Ni–Al catalysts, achieved a current density of 0.5 A/cm2 at 1.7 V, which surpasses that of Zirfon (0.5 A/cm2 at 1.8 V). More importantly, when using Ni foam catalysts, the Z60 diaphragm demonstrated stable operation under 0.125 and 0.5 A/cm2 current densities at 80 °C for more than 900 h and 1200 h, significantly improving the durability of the porous separators. The results of this study showed that the blending of POBP can lead to the development of highly chemically stable porous diaphragms, thereby opening up a new avenue for advanced AWEs.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
周杰伦完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
Lucas应助碎月采纳,获得10
1秒前
不知名的呆毛完成签到 ,获得积分10
2秒前
故事的小红花完成签到,获得积分10
2秒前
鸢尾完成签到,获得积分10
2秒前
温暖完成签到 ,获得积分10
3秒前
聚乙二醇发布了新的文献求助10
4秒前
ZJY完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
大圣完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
五月末完成签到 ,获得积分10
6秒前
wgcheng完成签到,获得积分10
7秒前
Ava应助whitexue采纳,获得10
7秒前
诺hn完成签到 ,获得积分10
7秒前
zy_完成签到,获得积分10
8秒前
peach发布了新的文献求助50
8秒前
clyhg完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
李健的小迷弟应助xx采纳,获得10
9秒前
wgcheng发布了新的文献求助10
10秒前
科研体育生完成签到 ,获得积分10
10秒前
盼不热夏完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
ta发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
慕青应助亚李采纳,获得10
12秒前
光年完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
15秒前
科研通AI2S应助RBT采纳,获得10
15秒前
clcl发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
邵燚铭完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
WWXWWX应助聚乙二醇采纳,获得10
17秒前
orixero应助默默无闻采纳,获得10
17秒前
YangD_H完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134302
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2785212
关于积分的说明 7770748
捐赠科研通 2440808
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1297536
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 624987
版权声明 600792