Incorporating flexible sulfonate-imidazolium ion pair-functionalized MOF in cross-linked polyvinyl alcohol membrane for achieving superprotonic conduction

聚乙烯醇 磺酸 磺酸盐 质子交换膜燃料电池 离子交换 乙烯醇 化学工程 化学 电导率 活化能 高分子化学 材料科学 聚合物 离子 有机化学 物理化学 工程类 生物化学
作者
Ziyin Li,Yongnan Zhou,Jun Hu,Chao Shi,Shiwen Liu,Yuanyu Ge,Tianchi Zhou,Yingxiang Ye
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:480: 148146-148146 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.148146
摘要

Designing high-performance metal–organic frameworks (MOFs) based proton exchange membranes for fuel cells simultaneously with a high-density proton carrier and continuous hydrogen-bonded networks remains a challenge. The present study has endeavored to construct a crystalline Cu-MOF with chemically stable based on flexible sulfonate-imidazolium ion pair ligand in which flexible sulfonic acid chains orderly anchoring on the channel wall. Moreover, the cross-linked polyvinyl alcohol (CL-PVA) was choosing as matrix to enhance the practicality of Cu-MOF synergistically in fuel cells due to its hydrophilic and hydrophobic structure distribution. The CL-PVA/Cu-MOF-X (X = 5, 10, 15, 20 wt%) composite membranes exhibit strong water affinity and thus significantly enhanced water uptake which also along with good mechanical properties. The highly hydrophilic hydroxyl groups in CL-PVA and the sulfonic acid groups in Cu-MOF form a continuous hydrogen-bonded pathway, which result to the superprotonic conduction. Among them, CL-PVA/Cu-MOF-15 shows the highest proton conductivity of 2.4 × 10-2 S cm−1 but the smallest activation energy Ea (41 kJ/mol) at 80 °C and 90 % RH, indicating more easily transportation of H+. The single-cell power density of CL-PVA/Cu-MOF-15 is up to 49.3 mW cm−2, which will open a new avenue for the practical application of proton-conducting MOFs in proton exchange membrane 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
qaplay完成签到 ,获得积分0
1秒前
2秒前
gzhcanadagz完成签到 ,获得积分10
3秒前
Yao_U202310332完成签到,获得积分10
3秒前
小人物完成签到,获得积分10
3秒前
无患子完成签到,获得积分10
3秒前
Lzp完成签到 ,获得积分10
5秒前
流禾乙豫完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
默默访冬完成签到 ,获得积分10
6秒前
zyq发布了新的文献求助10
7秒前
Kevin完成签到,获得积分10
8秒前
victory_liu完成签到,获得积分0
9秒前
抗体药物偶联完成签到,获得积分10
9秒前
迷人雪一完成签到,获得积分10
10秒前
小灰灰完成签到 ,获得积分10
10秒前
white完成签到,获得积分10
10秒前
乐乐应助悬铃木采纳,获得10
11秒前
小池由希完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
沭阳检验医师完成签到,获得积分0
12秒前
反证谁能想的到完成签到,获得积分10
13秒前
迟策完成签到,获得积分10
13秒前
17秒前
JLB完成签到,获得积分10
17秒前
熊雅完成签到,获得积分10
18秒前
知识进脑子吧完成签到 ,获得积分10
19秒前
梅特卡夫完成签到,获得积分10
19秒前
单纯的乐曲完成签到,获得积分10
20秒前
lz完成签到,获得积分10
20秒前
hy1234完成签到 ,获得积分10
21秒前
段辉完成签到,获得积分10
21秒前
百叶发布了新的文献求助10
21秒前
零一完成签到,获得积分10
21秒前
受不了12345完成签到,获得积分10
22秒前
keke完成签到,获得积分10
22秒前
落叶听风笑完成签到,获得积分10
23秒前
amigo完成签到 ,获得积分10
25秒前
gy发布了新的文献求助10
25秒前
shanshanlaichi完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7257716
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8879627
关于积分的说明 18757656
捐赠科研通 6938097
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201148
关于科研通互助平台的介绍 2375264
邀请新用户注册赠送积分活动 2176963