Fabrication of Reinforced Tri-Layer Proton-Exchange Membranes By Dual Fiber Electrospinning

离聚物 静电纺丝 材料科学 Nafion公司 质子交换膜燃料电池 复合材料 纳米纤维 图层(电子) 纤维 肿胀 的 化学工程 高分子化学 聚合物 化学 电极 共聚物 生物化学 物理化学 电化学 工程类
作者
Devon Powers,Ryszard Wycisk,Peter N. Pintauro
出处
期刊:Meeting abstracts 卷期号:MA2018-02 (43): 1463-1463
标识
DOI:10.1149/ma2018-02/43/1463
摘要

Dual nanofiber electrospinning was used to fabricate a series of tri-layer fuel cell membranes with high proton conductivity and low in-plane water swelling, using 825 EW perfluorosulfonic acid (PFSA) ionomer from 3M Company and poly(amide imide) (PAI) from Solvay S.A. The relative flow rates of the PFSA and PAI solutions, supplied from separate spinnerets (needles) during electrospinning, were adjusted to create three-layer mixed-fiber mats with different PFSA/PAI weight ratios. After electrospinning, the fiber mats were transformed into dense membranes by heating and compaction, where each layer consisted of a PFSA ionomer matrix with an embedded network of reinforcing PAI fibers. The surface layers of all membranes contained 95 wt.% PFSA and 5 wt.% PAI. The center layer, depleted in PFSA, contained either 75 wt.%, 60 wt.%, or 40 wt.% 825 EW PFSA, with a uniform or gradient PFSA/PAI composition. The thickness of the center layer (uniform or gradient composition) was adjusted so that the effective/average composition of the entire membrane was 80 wt.% PFSA and 20 wt.% PAI. The best tri-layer membrane had a total thickness of 17 μm and a PFSA/PAI gradient morphology middle layer. This membrane had a sheet resistance 30% less than a commercial Nafion 211 membrane with a 3-fold decrease in areal water swelling, as compared to Nafion and excellent mechanical properties (a stress at break of 20 MPa versus 22 MPa for neat Nafion 211). Acknowledgements. The authors thank the US DOE (EERE Cooperative Agreement No. DE-EE0006362) for funding this work and Dr. Michael Yandrasits at 3M Co. for providing the 825 EW PFSA used in this study.

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
烨无殇完成签到,获得积分10
1秒前
科目三应助Angew来来来采纳,获得10
1秒前
2秒前
李爱国应助哇哇哇采纳,获得10
3秒前
4秒前
XXXXXX发布了新的文献求助10
4秒前
科研小白发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
风凌完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
Owen应助adeno采纳,获得10
6秒前
PSJ完成签到,获得积分10
6秒前
向日葵完成签到,获得积分10
6秒前
QQ关注了科研通微信公众号
7秒前
8秒前
Homura发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
bkagyin应助劉平果采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
小二郎应助wow采纳,获得10
10秒前
YiChu完成签到,获得积分20
10秒前
爆米花应助句芒采纳,获得10
10秒前
wang发布了新的文献求助10
10秒前
CipherSage应助观因采纳,获得10
10秒前
eri发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
CodeCraft应助小哈采纳,获得10
11秒前
专注的秀发布了新的文献求助10
12秒前
小芒果发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
玛卡巴卡完成签到,获得积分10
13秒前
白凝海发布了新的文献求助10
13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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
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 6039556
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7769965
关于积分的说明 16226999
捐赠科研通 5185524
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2775011
邀请新用户注册赠送积分活动 1757864
关于科研通互助平台的介绍 1641933