當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

多孔共價(jià)有機(jī)聚合物配位單鈷納米纖維助力聚合物燃料電池!

時(shí)間:2022-11-04 09:40來(lái)源:高分子科學(xué)前沿 作者:綜合報(bào)道
點(diǎn)擊:


       氮配位單原子鈷電催化劑,特別是鈷基沸石咪唑骨架(ZIFs)高溫?zé)峤庋苌碾姶呋瘎殉蔀橘|(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)氧還原正極設(shè)計(jì)的新前沿,因?yàn)榕c突出的鐵基電催化劑相比,它們具有更高的耐久性和更小的與膜和離聚物降解相關(guān)的芬頓效應(yīng)。然而,熱解技術(shù)會(huì)導(dǎo)致活性位點(diǎn)配置模糊、孔隙度和形態(tài)不理想,以及暴露的活性位點(diǎn)較少。

       近日,北京化工大學(xué)向中華教授、紐約州立大學(xué)布法羅分校武剛教授通過(guò)采用無(wú)熱解策略獲得的液體可加工性鈷基共價(jià)有機(jī)聚合物(Co-COP),并通過(guò)靜電紡絲直接制備了高度穩(wěn)定的交聯(lián)納米纖維電極。所得纖維可以容易地組織成具有均勻分層多孔結(jié)構(gòu)和催化劑表面原子Co活性位點(diǎn)完全分散的自支撐大面積膜。聚焦離子束場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí),相對(duì)擴(kuò)散系數(shù)提高了3.5倍,這既可以為反應(yīng)物進(jìn)入活性位點(diǎn)提供有效途徑,也可以有效地排出產(chǎn)生的水。結(jié)果,與傳統(tǒng)噴涂方法相比,集成Co-COP納米纖維電極的峰值功率密度顯著提高了1.72倍,并且提高了耐久性。值得注意的是,這種納米制備技術(shù)還保持了良好的可擴(kuò)展性和均勻性,這些都是協(xié)助PEMFCs膜電極組件制備所需要的特性。
圖片

       文章要點(diǎn):

       1. 這項(xiàng)工作通過(guò)電紡技術(shù)直接制備了一種高度穩(wěn)定的交聯(lián)納米纖維電極,該電極基于使用無(wú)熱解策略獲得的液體加工性CoCOP。
       2. 液體可加工性Co-COP包含強(qiáng)大的共軛系統(tǒng)和豐富的有序N-配位Co單原子中心。通過(guò)電紡技術(shù)獲得的分層多孔結(jié)構(gòu)充分暴露了Co-N4的活性點(diǎn)。與傳統(tǒng)的噴涂電極形態(tài)相比,電紡薄膜中單根納米纖維的大孔有利于氣體向活性位點(diǎn)的擴(kuò)散。長(zhǎng)絲骨架之間的次級(jí)微米級(jí)大孔可使大量氣體通過(guò)低壓降擴(kuò)散到催化劑層,形成高速電子傳遞網(wǎng)絡(luò)。
       3. FIB-FESEM和CFD實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了較低的氧氣擴(kuò)散阻力。根據(jù)菲克第一定律,相對(duì)擴(kuò)散系數(shù)為46.9%,這可以為反應(yīng)物進(jìn)入活性位點(diǎn)提供良好的通道,并去除產(chǎn)生的水,從而不抑制反應(yīng)。結(jié)果顯示,集成納米纖維電極的功率密度是傳統(tǒng)噴涂電極的1.72倍。值得注意的是,交聯(lián)的納米纖維電極在150小時(shí)的耐久性測(cè)試后仍能保持85%的原始電壓。
       4. 這種納米制備技術(shù)具有良好的可擴(kuò)展性。例如,獲得的200平方厘米的薄膜的性能可以在該薄膜上隨機(jī)選擇的位置保持良好的一致性。通過(guò)設(shè)計(jì)特定的電極結(jié)構(gòu),最大限度地提高整體電極的傳輸效率,改善活性位點(diǎn)的可用性,這項(xiàng)工作克服了傳統(tǒng)噴涂電極的傳輸限制,為未來(lái)PEMFC的膜電極加工提供了一個(gè)新的方案。
圖片
圖1 交聯(lián)納米纖維電催化劑的制備
圖片
圖2 結(jié)構(gòu)表征
圖片
圖3 PEMFC的性能和耐久性試驗(yàn)
圖片
圖4 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬和氧擴(kuò)散
 
(責(zé)任編輯:子蕊)
文章標(biāo)簽: 聚合物燃料電池
免責(zé)聲明:本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),與中國(guó)電池聯(lián)盟無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí),對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾,請(qǐng)讀者僅作參考,并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來(lái)源:XXX(非中國(guó)電池聯(lián)盟)”的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行,以便我們及時(shí)處理。
QQ:503204601
郵箱:cbcu@www.astra-soft.com
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人:王女士
Email:cbcu#www.astra-soft.com
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話:010-56284224
在線投稿
企業(yè)微信號(hào)
微信公眾號(hào)
主站蜘蛛池模板: 亚洲精品综合久久中文字幕| 久久久99视频| 欧美一级黄色片在线观看| 亚洲熟妇中文字幕五十中出| 男生和女生一起差差差很痛的视频 | 黑人巨鞭大战丰满老妇| 国产精品久久精品视| 91精品视频播放| 在线观免费看高清影视剧| japonensisjava野外vt| 少妇无码av无码专区线| 中出视频在线观看| 我要看18毛片| 中文字幕第六页| 日产精品一二三四区国产| 久久久无码中文字幕久...| 日本黄色动画片| 久久最近最新中文字幕大全| 日韩在线视频免费播放| 久久精品国产免费观看| 日韩欧国产精品一区综合无码 | 免费无码AV一区二区| 精品无码三级在线观看视频| 啦啦啦中文在线观看日本| 老司机午夜福利视频| 四虎成人影院网址| 美国美女一级毛片免费全| 后入内射欧美99二区视频| 精品调教CHINESEGAY| 午夜视频在线观看一区二区| 精品视频一区在线观看| 午夜dj在线观看免费视频| 精品久久久久久中文字幕大豆网| 免费观看激色视频网站(性色)| 秋葵视频在线观看在线下载| 免费一级毛片在线播放不收费| 男人的天堂黄色| 亚洲美女自拍视频| 欧美精品亚洲精品日韩专区va| 亚洲日本香蕉视频观看视频| 欧美国产日本高清不卡|