2020年12月9日
一个协作研究团队，包括洛杉矶阿拉莫斯国家实验室，斯图加特大学，新墨西哥大学，桑迪亚国家实验室，为基于聚苯乙烯膦酸的燃料电池开发了一种质子导体，使高达200℃的高骨膜电导率没有水。
他们描述本周发布的文件中的材料进展自然材料欧洲杯足球竞彩．从可再生能源、核能或化石燃料中提取的氢具有碳捕获、利用和储存功能，可以帮助工业脱碳，并在经济的多个部门提供环境、能源弹性和灵活性。
为此，燃料电池是一项很有前途的技术，它通过电化学过程将氢转化为电，只发出水。
“虽然高效燃料电池电动汽车的商业化已经成功开始，”洛杉矶阿拉莫斯的项目领导者表示，LOS Alamos的项目领导者“即进一步的技术创新，为重型车辆应用发展的下一代燃料电池平台需要。
目前燃料电池的技术挑战之一是燃料电池的放热电化学反应的热排斥。
“在2016年开发出离子对配合膜之后，我们一直在努力提高高温膜燃料电池的性能。”Kim说。“离子对聚合物适用于膜使用，但是当我们使用聚合物作为电极粘合剂时，磷酸掺杂剂的高含量导致电极中毒和酸性泛滥。”
在当前燃料电池中，通过在高电池电压下操作燃料电池来满足散热要求。为了实现高效的燃料电池供电发动机，燃料电池堆的操作温度必须至少增加到发动机冷却剂温度（100℃）。
“我们认为膦酸化聚合物将是一种很好的替代方案，但由于燃料电池操作温度下的不希望的酸酐形成，因此无法实现以前的材料。因此我们的重点是制备不经历酸酐形成的膦酸酯聚合物。欧洲杯足球竞彩凯雷斯的团队斯图加特大学能够通过将氟部分引入聚合物来制备此类材料。它令人兴奋的是，我们现在具有高温燃料电池的膜和离子粘欧洲杯足球竞彩合剂，“Kim说。
十年前，阿扎萨夫和塞尔雷斯为膦酸化聚（五氟苯乙烯）开发了一种新的合成，其由五氟苯乙烯的步骤I）聚合通过亲核乳液聚合和II）通过亲核膦化反应的磷酸化。令人惊讶的是，该聚合物在温度范围> 100℃下具有良好的质子电导率高于Nafion，以及> 300℃的意外优异的化学和热稳定性。
Atanasov和Kerres与洛斯阿拉莫斯的Kim分享了他们的开发成果，Kim的团队反过来开发了使用磷化聚合物的高温燃料电池。
随着膜电极组装与LANL的离子对配位膜的整合(Lee等。Nature Energy, 1, 16120, 2016)，采用该膦化聚合物的燃料电池表现出优异的功率密度(在H2/O2条件下1.13 W cm-2, 160℃下> 500 h稳定)。
接下来是什么——“达到超过1w cm-2的功率密度是一个关键的里程碑，它告诉我们这项技术可能成功地走向商业化”金说。目前，该技术正在通过能源部的ARPA-E和能源效率和可再生能源办公室(EERE)的氢和燃料电池技术办公室寻求商业化。
来源:https://www.lanl.gov/careers/