Properties and stability of quaternary ammonium-biphosphate ion-pair poly(sulfone)s high temperature proton exchange membranes for H2/O2 fuel cells

三甲胺 质子交换膜燃料电池 离子 乙醚 SN2反应 化学 离子交换 聚砜 核化学 分析化学(期刊) 高分子化学 有机化学 生物化学
作者
Hongying Tang,Kang Geng,Jinkai Hao,Xiaojuan Zhang,Zhigang Shao,Nanwen Li
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier]
卷期号:475: 228521-228521 被引量:41
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2020.228521
摘要

Abstract Quaternized poly(sulfone)s based on trimethylamine (PSf-TMA-x) and triethylamine (PSf-TEA-x) are developed to form quaternary ammonium (QA)-biphosphate ion pairs as promising high temperature proton exchange membrane (HT-PEM) in H2/O2 fuel cells. The strong QA-biphosphate ion-pair interaction results in high acid absorption and thus high proton conductivity of 78.1 mS cm−1 for PSf-TEA-110/PA membrane at 160 °C in spite of its lower degree of functionalization. Thus, the peak power density of more than 400 mW cm−2 is achieved at 160 °C for the quaternized PSf membranes in H2/O2 fuel cell, which is higher than that of the poly(benzeimidazole) (m-PBI) membrane (370 mW cm−2). Subsequently, the degradation mechanism of the PSf membranes is demonstrated using NMR technique to be occurred in both the polymer backbone and the QA groups. The stability investigation of model compounds further confirms that the degradation of the membranes resulted from the scission of ether linkage and isopropylidene group and the SN2 nucleophilic substitution of QA at operating conditions. Therefore, the significant performance decrease is observed and the lifetime is only less than 30 h at 200 mA cm−2 which is much lower than that of m-PBI membrane (>40 h).

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
肖邦发布了新的文献求助10
刚刚
ff发布了新的文献求助10
刚刚
善学以致用应助赛特新思采纳,获得10
刚刚
刘柑橘完成签到,获得积分10
刚刚
ju00发布了新的文献求助10
1秒前
木木完成签到,获得积分10
1秒前
帅气善斓发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
周琦发布了新的文献求助10
2秒前
dew应助魏欣娜采纳,获得10
2秒前
搞怪人雄发布了新的文献求助10
2秒前
虚心焦完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
第一个相遇完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
科研通AI6.1应助Gc采纳,获得10
4秒前
geo完成签到 ,获得积分10
5秒前
不能没有科研完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
李健的小迷弟应助Royalll采纳,获得30
6秒前
研友_ZelDDn完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
Zel博博完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
桐桐应助小何采纳,获得10
7秒前
大模型应助肖邦采纳,获得150
8秒前
蓝天应助涨知识ing采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
11秒前
拉拉霍霍发布了新的文献求助10
11秒前
小蘑菇应助凶凶采纳,获得10
11秒前
Ava应助研友_ZelDDn采纳,获得10
12秒前
ZZZ发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
慕青应助Kate采纳,获得10
12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
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5784155
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5680888
关于积分的说明 15463131
捐赠科研通 4913434
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2644642
邀请新用户注册赠送积分活动 1592485
关于科研通互助平台的介绍 1547106