Branched, Side-Chain Grafted Polyarylpiperidine Anion Exchange Membranes for Fuel Cell Application
Source abstract
Abstract
Anion exchange membrane (AEM) is the heart of alkali electrolyte membrane fuel cells (AEMFCs). To achieve high performance of AEMFC, high conductivity and alkaline stability of AEMs are highly desired. In the present work, we report the synthesis of ether-free polymers with different degrees of Y-shaped branching as AEM materials. Our investigations reveal that incorporating bulky, rigid, and Y-branching units into the polymer backbone can increase the free volume of the AEM and thus help build ion channels with lower hydroxide ion transport resistance. The resultant AEM showed a markedly improved ionic conductivity (116.92 mS/cm at 80 °C), while the simple linear type of the AEM only showed an ion conductivity of 63.63 mS/cm at a similar ion exchange capacity. With such an AEM, the peak power density of the H2/O2 single cell at 60 °C reaches 275 mW/cm2.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Fuel Cells and Related Materials · Membrane-based Ion Separation Techniques · Electrocatalysts for Energy Conversion
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
State Key Laboratory of Fine Chemicals, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Panjin 124221, China
Funding
Ministry of Education of the People's Republic of China · National Natural Science Foundation of China · Science and Technology Innovation Fund of Dalian
References (70)
Show source-provided references
1. 10.1002/macp.20150048110.1002/macp.201500481 ↗
2. 10.1039/C7TA03967K10.1039/C7TA03967K ↗
3. 10.1039/C8TA04310H10.1039/C8TA04310H ↗
4. 10.1016/j.memsci.2018.09.04810.1016/j.memsci.2018.09.048 ↗
5. 10.1039/C7PY00690J10.1039/C7PY00690J ↗
6. 10.1016/j.memsci.2016.06.03610.1016/j.memsci.2016.06.036 ↗
7. 10.1016/j.memsci.2018.01.01010.1016/j.memsci.2018.01.010 ↗
8. 10.1039/C9TA00498J10.1039/C9TA00498J ↗
9. 10.1016/j.memsci.2018.12.05310.1016/j.memsci.2018.12.053 ↗
10. 10.1039/C6EE03079C10.1039/C6EE03079C ↗
11. 10.1016/j.memsci.2018.01.05510.1016/j.memsci.2018.01.055 ↗
12. 10.1016/j.memsci.2017.12.06210.1016/j.memsci.2017.12.062 ↗
13. 10.1016/j.memsci.2021.11908810.1016/j.memsci.2021.119088 ↗
14. 10.1021/acs.chemmater.5b0255710.1021/acs.chemmater.5b02557 ↗
15. 10.1016/j.memsci.2017.10.06210.1016/j.memsci.2017.10.062 ↗
16. 10.1021/ma902430y10.1021/ma902430y ↗
17. 10.1039/C7TA01218G10.1039/C7TA01218G ↗
18. 10.1016/j.jiec.2018.11.04710.1016/j.jiec.2018.11.047 ↗
19. 10.1039/C8RA09840A10.1039/C8RA09840A ↗
20. 10.1038/s41560-019-0372-810.1038/s41560-019-0372-8 ↗
21. 10.1016/j.memsci.2018.10.03010.1016/j.memsci.2018.10.030 ↗
22. 10.1016/j.memsci.2017.07.00710.1016/j.memsci.2017.07.007 ↗
23. 10.1016/j.memsci.2020.11792310.1016/j.memsci.2020.117923 ↗
24. 10.1016/j.memsci.2017.04.05410.1016/j.memsci.2017.04.054 ↗
25. 10.1016/j.memsci.2013.04.05310.1016/j.memsci.2013.04.053 ↗
26. 10.1002/adfm.20170275810.1002/adfm.201702758 ↗
27. 10.1016/j.memsci.2018.10.06710.1016/j.memsci.2018.10.067 ↗
28. 10.1021/acsaem.8b0069810.1021/acsaem.8b00698 ↗
29. 10.1039/C7RA04170E10.1039/C7RA04170E ↗
30. 10.1016/j.memsci.2012.08.04510.1016/j.memsci.2012.08.045 ↗
31. 10.1016/j.memsci.2018.12.04910.1016/j.memsci.2018.12.049 ↗
32. 10.1016/j.ijhydene.2008.09.02310.1016/j.ijhydene.2008.09.023 ↗
33. 10.1016/j.memsci.2017.12.04410.1016/j.memsci.2017.12.044 ↗
34. 10.1016/j.ijhydene.2018.04.07910.1016/j.ijhydene.2018.04.079 ↗
35. 10.1002/pola.2936310.1002/pola.29363 ↗
36. 10.1039/C5CC09024E10.1039/C5CC09024E ↗
37. Gong S. · Int. J. Hydrogen Energy · 2020 · 46 · 226910.1016/j.ijhydene.2020.10.068 ↗
38. 10.1016/j.electacta.2019.01.14310.1016/j.electacta.2019.01.143 ↗
39. 10.1016/j.memsci.2018.05.01510.1016/j.memsci.2018.05.015 ↗
40. 10.1016/j.renene.2018.04.07710.1016/j.renene.2018.04.077 ↗
41. 10.1039/C8EE02071J10.1039/C8EE02071J ↗
42. 10.1039/C5TA04257G10.1039/C5TA04257G ↗
43. 10.1039/C8TA02115E10.1039/C8TA02115E ↗
44. 10.1016/j.memsci.2019.05.04410.1016/j.memsci.2019.05.044 ↗
45. 10.1016/j.memsci.2019.01.03610.1016/j.memsci.2019.01.036 ↗
46. 10.1039/C8TA11291F10.1039/C8TA11291F ↗
47. 10.1016/j.memsci.2021.11910110.1016/j.memsci.2021.119101 ↗
48. 10.1016/j.memsci.2018.05.01410.1016/j.memsci.2018.05.014 ↗
49. 10.1016/j.scitotenv.2021.14553410.1016/j.scitotenv.2021.145534 ↗
50. 10.1007/s11581-019-03347-010.1007/s11581-019-03347-0 ↗
51. 10.1016/j.watres.2020.11666510.1016/j.watres.2020.116665 ↗
52. 10.1016/j.jcis.2020.08.02310.1016/j.jcis.2020.08.023 ↗
53. 10.1016/j.memsci.2017.11.04110.1016/j.memsci.2017.11.041 ↗
54. 10.1002/anie.20160591610.1002/anie.201605916 ↗
55. 10.1038/pj.2010.7010.1038/pj.2010.70 ↗
56. 10.1016/j.memsci.2020.11819010.1016/j.memsci.2020.118190 ↗
57. 10.1016/j.polymer.2017.06.07910.1016/j.polymer.2017.06.079 ↗
58. 10.1016/j.polymer.2020.12217010.1016/j.polymer.2020.122170 ↗
59. 10.1016/j.memsci.2018.11.02910.1016/j.memsci.2018.11.029 ↗
60. 10.1021/acs.chemmater.7b0149410.1021/acs.chemmater.7b01494 ↗
61. 10.1016/j.memsci.2020.11781810.1016/j.memsci.2020.117818 ↗
62. 10.1039/C5TA01420D10.1039/C5TA01420D ↗
63. 10.1002/app.4737010.1002/app.47370 ↗
64. 10.1016/j.ijhydene.2019.02.23310.1016/j.ijhydene.2019.02.233 ↗
65. 10.1039/C7RA08966J10.1039/C7RA08966J ↗
66. 10.1039/C8TA09466G10.1039/C8TA09466G ↗
67. 10.1016/j.jpowsour.2015.07.04810.1016/j.jpowsour.2015.07.048 ↗
68. 10.1039/D0EE01842B10.1039/D0EE01842B ↗
69. 10.1021/acsmacrolett.7b0067910.1021/acsmacrolett.7b00679 ↗
70. 10.1016/j.memsci.2019.11779710.1016/j.memsci.2019.117797 ↗