研究人员最近提出了一个新颖的可溶性曲格列酮基(TB) pim聚合物为燃料电池,一流的尺寸稳定性和力学性能,在杂志上发表ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩。
研究:从微孔曲格列酮基聚合物的聚合物电解质膜燃料电池。图片来源:Kaca Skokanova / Shutterstock.com
根据最新的研究,积极发展可再生能源、电解技术,如燃料电池,提供出色的适用性的可再生能源潜力。
质子交换膜燃料电池和AEMFC比较
根据这项研究,工业商业膜质子交换膜燃料电池(pemfc)是perfluorosulfonic酸膜(如电解质)。相比于质子交换膜燃料电池,阳极交换膜燃料电池(AEMFCs)运行在高pH值的好处,这是有用的,因为它提供了一个更少有毒和腐蚀性环境。
曲格列酮的基地(TB)
曲格列酮基(TB)是一个v型桥接碳活性二胺与内在纳米多孔拓扑聚合由于压实的螺旋差,允许离子运输。
许等人创建的未被取代的令人讨厌的基础与重要的氢氧化PIM aem传导164.4 mS /厘米在80°C和IEC值较低(0.82更易/ g)。
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研究人员利用4 - (2-Hydroxyethoxy) 1, 3-phenylenediamine盐酸盐(HEPD, 99%)、氢氧化铵溶液(25 - 28%),4,4’-diamine-3 3‘-dimethyl-biphenyl (DMBP, 98%),三氟乙酸(99%),和碘仿(99%)的合成燃料电池的新技术。
方法纳入研究
最新的研究表明,第一步是DMBP-TB共聚物的合成。标准DMBP-TB聚合方法之后冷却后10更易DMBP (2.124 g)和50更易(3.805 g)的数字接近0°C,组织(20毫升)是由混合释放维持0.5 h。
接下来关键的一步是HEPD / DMBP-TB共聚物的合成。它涉及添加2更易HEPD (0.482 g), 8更易(1.698 g) DMBP 50更易(3.805 g)的数字包含在一个三颈烧瓶中。
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其次是DMBP-QTB的合成和HEPD / DMBP-QTB制造业。合成PE膜,DMBP-TB和HEPD / DMBP-TB共聚物是可溶性的NMP混合创建一个齐次解60°C。所有这些基本步骤都是实验的先决条件仔细评估TB-PIM聚合物对燃料电池的性能。
研究发现
研究表明,合成聚合物溶于普通溶剂。多孔结构固有的变化这两个TB-based聚合物主要是由于晶格之间拓扑。DMBP-TB打赌表面积为353米2/ g,而HEPD / DMBP-TB面积是7.38米2/ g。所有生成的样品有一个厚和同质结构,揭示TB-based膜是完全密封的和可接受的用于燃料电池技术。
TB-PIM聚合物的力学性能
研究人员还调查了新颖的合成聚合物的力学性能。研究显示,在25°C,合成膜吸收水按照以下顺序:HEPD / DMBP-QTB > DMBP-QTB > HEPD / DMBP-TB > DMBP。所以,比DMBP-TB HEPD / DMBP-TB吸收更多的水。
抗拉强度(59.6 MPa)和断裂延伸DMBP-TB都高(3.6%)。HEPD / DMBP-TB 53.8 MPa的抗拉强度和延伸率突破4.2%。后的抗拉强度HEPD / DMBP-QTB AEM碱化反应为48.5 MPa,断裂伸长率为4.4%。
稳定性和导电性的发现
研究显示,24小时后沉浸在1 M硫酸混合物,DMBP-TB膜的质子传导率为16.5 mS / cm 30°C和42.5 mS /厘米80°C。与它相反,在30°C, HEPD / DMBP-TB膜的质子导电率26.8 mS /厘米,攀升至58.3 mS /厘米在80°C。
除了多孔介质,结核病单位提供了一个紧凑和周期性的阳离子浓度组,允许哦- - - - - -是由车辆和Grotthuss过程同时进行,提高哦- - - - - -导电性。
性能分析
单个细胞和DMBP-QTB HEPD / DMBP-QTB aem高开路电压的0.939和0.934 V,表明结核病膜有效地防止气体cross-penetration。
在相同的情况下,单个细胞的最大功率密度使用HEPD / DMBP-QTB AEM 76.6 mW /厘米2,这是大于DMBP-QTB AEM (68.3 mW /厘米2)。
单个细胞治疗HEPD / DMBP-QTB AEM比治疗更有效地执行DMBP-QTB AEM,这可能是由于HEPD / DMBP-QTB AEM的氢氧化增加传导。
简而言之,这项研究表明,与僵硬,盘绕脊椎结核聚合物优异的尺寸稳定性、机械特性、热稳定性,以及生产能力subnanometer蛀牙,允许快速离子传导。
因此,它不会错说成膜技术进一步的研究基于结核病框架需要提高其电化学性能和单细胞效率。
引用
杜,X。、元、Y。盾,T。气,X。王& z, (2021)。从微孔曲格列酮基聚合物的聚合物电解质膜燃料电池。ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩。https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsaem.1c03025
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