基于燃料电池阴离子交换膜在聚(乙烯醇)

在《华尔街日报》ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩,在中国重庆大学的一组科学家报告了高性能的发展基于PVA的阴离子交换膜。该研究旨在克服的一个主要瓶颈在商业这些材料用于燃料电池。欧洲杯足球竞彩

研究:Acetalization阴离子交换膜合成的聚(乙烯醇)燃料电池。图片来源:PixelSquid3d / Shutterstock.com

碱性阴离子交换膜

阴离子交换膜近年来引起了研究关注由于其低成本和潜在的商业使用燃料电池技术。这些膜的功能主要是为氢氧离子传导和反应气体隔离。然而,目前有一些性能问题阻碍的商业化阴离子交换膜,其稳定性和导电性等。

目前两个主要工艺路线为阴离子交换机制使用。这些材料可以欧洲杯足球竞彩由聚合的单体或聚合物改性。两种工艺路线适合膜合成。例如,聚合有利于分子设计,可以很容易地引入官能团阴离子交换机制来改善他们的属性。

商业聚合物改性近年来也被广泛研究。研究修改各种商业聚合物如聚(烯烃),聚(砜类)和聚芳基醚酮。聚合物改性过程可用于溴化苄组。然而,有问题的这些过程由于使用危险试剂和可怜的碱性稳定。

合成PVA-based阴离子交换膜

最近的研究证明了有益的PVA制备阴离子交换膜的性质。这种天然高分子具有大量的活性羟基的骨干,这对这些膜的生产是非常有利的。此外,PVA显示优良的碱性稳定。

早期的尝试使用PVA阴离子交换机制使用环氧树脂组修改PVA的结构和使用嫁接引入阳离子基团。然而,这些改性聚合物电导率和离子交换能力由于低效的羟基取代。

为了克服这一问题,研究人员试图通过加入离子导体来增强这些膜的电导率分成四部分硅、氢氧化钾等。然而,问题坚持可怜的成膜能力和离子导体损失。

这项研究

本文在ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩提出了一种新颖的方法来制造PVA-based阴离子交换膜。作者合成了alkaline-functionalized分子接枝到PVA的支柱通过乙酰化作用的过程。

准备交换膜的性能评估的研究,与离子电导率等性能,吸水率和机械性能,详细分析了。此外,作者提供了一个深入的描述材料的形态。

核磁共振和红外光谱是受雇于作者,以及热重分析。准备PVA-based阴离子交换膜的形态学研究使用扫描电子显微镜。膜表面和深度横断面形态进行了分析。万能材料试验机是用来评估欧洲杯足球竞彩膜的力学性能。

提供信息对膜的水吸收和肿胀比率,样本测试之前和之后都水吸收。膜的长度和重量和post-water吸收测量提供实验数据。

使用二电极离子电导率测量方法。交流电阻抗分析仪来测试这个属性。电导率测量每24小时25^oc .准备膜浸泡在1 M氢氧化钾溶液在碱性条件下评价其稳定性。

研究结果

实验结果和分析表明,该准备PVA-based阴离子交换膜拥有几个有益的属性。他们展示优秀的哦^{- - - - - -}导电率在80^oC女士(最高可达200厘米¹)。使用交联剂导致控制膜肿胀而保持最好的水吸收。314.6 wt %观察水吸收。

耐碱性试验证明70%的氢氧离子电导率保留168小时后膜。此外,将膜燃料电池达到一个杰出的峰值功率密度为65^oC 982 mW厘米²。

总之

的研究已经证明了发展功能化PVA-based阴离子交换膜用于下一代燃料电池。几个关键属性的深入分析和表征影响这些燃料电池组件的性能由作者。

研究结果表明,这些膜,准备通过乙酰化路线,是提高燃料电池的效率有利的候选人,一个关键技术实现碳中和和人为气候变化的减缓。

进一步的阅读

陈,Y et al。(2022) Acetalization阴离子交换膜合成的聚(乙烯醇)燃料电池ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩[网络]pubs.acs.org。可以在:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.2c01217

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