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
刻苦大门发布了新的文献求助10
刚刚
飞鸿影下发布了新的文献求助10
1秒前
然大宝发布了新的文献求助10
1秒前
无私代芹完成签到,获得积分10
2秒前
5秒前
5秒前
7秒前
今后应助毛123采纳,获得10
8秒前
8秒前
852应助快乐的紫寒采纳,获得10
8秒前
8秒前
橙子完成签到 ,获得积分10
8秒前
桐桐应助舒适从菡采纳,获得10
9秒前
pass发布了新的文献求助10
10秒前
eli完成签到,获得积分0
11秒前
11秒前
心灵美天奇完成签到 ,获得积分10
11秒前
外向的项链完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
伍岚正完成签到,获得积分20
13秒前
归远发布了新的文献求助50
13秒前
13秒前
fxsg发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
专注的芷发布了新的文献求助10
16秒前
无名应助RuiminXie采纳,获得10
17秒前
hui发布了新的文献求助10
18秒前
Owen应助咖啡头发采纳,获得30
18秒前
aga发布了新的文献求助10
18秒前
生动觅柔完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
上官若男应助pass采纳,获得10
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
爱小尹完成签到,获得积分10
19秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
邓佳鑫Alan应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
来日昭昭应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
20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
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 9000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Real World Research, 5th Edition 680
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 660
Superabsorbent Polymers 600
Handbook of Migration, International Relations and Security in Asia 555
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 5679900
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4994585
关于积分的说明 15171123
捐赠科研通 4839670
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2593541
邀请新用户注册赠送积分活动 1546594
关于科研通互助平台的介绍 1504721