研究了交联剂长度对阴离子交换膜燃料电池性能的影响

全世界正在做出许多努力，用更绿色的替代品取代化石燃料²)这是一个很有希望的选择，目前备受关注；它可以用于燃料电池发电，水是唯一的副产品。

然而，这项技术还没有完全准备好商业化，因为质子交换膜燃料电池是研究最广泛的类型，存在成本高和稳定性问题。

相比之下，阴离子交换膜（AEM）燃料电池使用更便宜的催化剂，并能提供优异的性能。在这些细胞中，氢氧化物离子（OH^-)通过使用由聚合物主链和离子导电基团组成的聚合物电解质而不是质子循环。

改善这种电解质性能的一种方法是通过交联——通过分子侧链物理或化学地将聚合物单元彼此连接起来。

尽管含氧交联剂凭借其亲水性或对水的亲和力改善AEMs的稳定性和离子导电性，但交联剂长度的影响（定义氧原子的数量）尚不清楚。

为了更深入地了解这个问题，仁川国立大学的科学家最近进行了一项研究，他们制备了带有铵离子导电基团的长AEM聚合物，并使用不同长度的含环氧乙烷（EO）的交联剂将这些分子结合在一起。

通过各种各样的实验，他们比较了不同交联剂长度的AEM的机械和热性能、保水能力、OH^-离子导电性、形态和稳定性。他们的发现发表在膜科学杂志欧洲杯线上买球，高分子科学领域的顶级期刊。欧洲杯线上买球

这些实验帮助科学家阐明了交联剂长度过长最终会降低AEMs性能的机制。领导这项研究的金泰贤教授解释说:“虽然很容易预测含氧交联剂会增加亲水性，并可能导致更好的离子导电性，但我们的结果表明，过多的重复氧单元会增加最终材料的结晶度或有序度。反过来，这实际上会降低亲水性和导电性。”最终损害了AEM的许多物理化学性质。”

在确定了交联剂的最佳长度后，研究人员制备了AEM燃料电池，发现其性能明显优于使用不含氧交联剂的AEM。

金教授对结果感到兴奋，他评论道：从我们的研究中得到的主要结论是，在最佳长度的交联剂中加入高亲水性分子，如环氧乙烷，是改善AEMs基本性能和实际燃料电池性能的有效策略。”

尽管在AEM燃料电池能够有效地应用于实践和商业化之前仍有改进的余地，但这项研究使我们的社会朝着普及下一代环保能源迈出了一步。

来源:https://www.inu.ac.kr/mbshome/mbs/inuengl/index.html