ZrO2 Улучшенная ПВА / кешью - фенольная полибензоазиновая мембрана для топливных элементов с протонной мембраной

Композитная мембранная структура и представление

Исследование на основе кешью – фенола полибензозоазина (MCBZ), введение перекрестных сетей, содержащих 2 – тиоглобин – кислотные боковые радикалы, и образование гидрофильных полимерных пленок с поливиниловым спиртом (PVA). Чтобы улучшить передачу протонов и стабильность, исследователи рассредоточили нанооксид циркония (ZrO2 NPS) в мембранах с различными частями массы. Структурная характеристика нанокомпозитных мембран была выполнена с помощью FT – IR, 1H NMR, 1c NMR, PXRD, FE – SEM и HR – TEM, что подтвердило введение перекрестных сетей и наночастиц.

Ключевые данные о производительности

Исследовательская система оценила скорость растворения (SR), скорость всасывания (WU) и емкость ионообменного обмена (IEC). В подготовленных нано – композитных мембранах PVA / MCBZ – мембрана, содержащая 5 Вт% ZrO2, демонстрирует оптимальную IEC, 1,5 мкг / г; При 110°C проводимость протона достигает 1096×10 ⁻ S / cm. Кривая Arrhenius показывает более низкую энергию активации, что указывает на то, что протоны в основном передаются через механизм автомобиля (vehicular mechanism). Что касается стабильности

, то испытания реагента Fenton при 80°C показали низкую степень химического разложения мембраны. При испытаниях на характеристики топливных элементов мембрана ZrO2 / PVA / MCBZ имеет максимальную плотность мощности 0802 мВт / см² при плотности тока 2,26 мА / см², что выше, чем мембрана PVA / MCBZ, полученная при плотности 1,19 мА / см² 0530 мВт / см². Основываясь на вышеуказанных результатах, композитная пленка демонстрирует потенциал применения в области мембранных материалов для топливных элементов.

Значение для полимерной вспомогательной промышленности

Хотя исследование фокусируется на мембранах обмена протонами, его идеи проектирования материалов имеют справочную ценность в области электронных и электрических материалов. В качестве инженерной системы, связанной с пластмассой, кешью – фенол полибензозоазин усиливается с помощью PVA – скрещивания и наноZrO2, принимая во внимание гидрофильность, протонную проводимость и химическую стабильность. В электронных и электрических приложениях упаковочные и герметичные материалы, кабели и провода, а также стойкость к погоде и электрическая стабильность и другие сценарии предъявляют требования к ионной передаче, термостойкости и долгосрочной стабильности материала. Потребности в огнестойкости и стабилизации, связанные с исследованиями, обычно требуют сочетания вспомогательных систем, таких как антиоксиданты, для подавления окислительного разложения в процессе обработки и использования. Эта работа обеспечивает полезную экспериментальную основу для проектирования формулы композитных пленок на основе инженерных пластмасс в электрохимических энергетических устройствах, а также предполагает, что совместная оптимизация нанонаполнителей и соединительных структур является важным направлением для повышения стабильности электрических характеристик.

Источник: Synthesis and Characterization of Polyvinyl Alcohol Cross‐Linked Mercaptosuccinic Acid Pendant Cardanol‐Based Polybenzoxazines Incorporating ZrO2 Nanoparticles for Proton Exchange Membranes， Обработано химикатами Herun.