文档名：BN复合膜的制备与性能研究
摘要：在研究高温质子交换膜水电解系统时,膜脱水引致质子传导率降低的情况是造成电解性能较低的主要问题.针对该问题,引入了氮化硼(BN)作为一种无机吸湿改性剂.通过采用掺杂浇铸技术,成功制备了Nafion/BN复合膜.氮化硼的卓越吸湿能力,以及其表面碱性基团与Nafion分子链上磺酸基团之间的酸碱相互作用,共同形成了一个密集的氢键网络,从而推进质子的传递.扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量散射光谱(EDS)的分析结果验证了氮化硼在复合膜中的均匀分布.吸水率的测试结果显示,BN的引入显著增强了复合膜的水吸附能力.通过质子电导率的测试,证实BN的掺杂显著提升了复合膜的质子电导率.在130℃的高温条件下,采用Nafion/BN复合膜构建的水电解装置表现出了卓越的电解效能,尤其是在2.0V电压下,电流密度达到2.04A/cm2,表明Nafion/BN复合膜在高温质子交换膜水电解领域内具有一定的发展潜力.
Abstract：Tocircumventthedeleteriouseffectofwaterdepletionandenhancetheprotonicconduc-tionatelevatedtemperaturesinprotonexchangemembranewaterelectrolysis,Nafion/BNcompositemembraneshavebeeningeniouslycontrived,utilizingboronnitride(BN)asanovelhygroscopicmodifier.TheinherentalkalinemoietiespresentedonBN'ssurfaceengageinasynergeticacid-baseinterplaywiththesulfonicacidgroupsoftheNafionmatrix,establishingarobusthydrogen-bondedlatticethatsignificantlyexpeditesprotontranslocation.Thescanningelectronmicroscopy(SEM)andX-rayenergydispersivespectroscopy(EDS)assessmentsaffirmthehomogeneityofBN'sdispersionwithinthemembrane.Wateruptakeassaysarticulateasubstantialaugmentationinthemembrane'shygroscopicityattributabletoBN'sincorporation.Successiveevaluationsofprotonconductivitycor-roborateBN'sefficacyinelevatingthemembrane'sionicconductioncapabilities.Inpracticalappli-cation,theNafion/BNcompositemembranemanifestedsuperiorperformanceinwaterelectrolysisat130℃,achievinganotablecurrentdensityof2.04A/cm2atapotentialof2.0V.ThefindingsportendapromisingtrajectoryforNafion/BNcompositemembraneswithintherealmofhigh-temperatureprotonexchangemembranewaterelectrolysis.
作者：陈泰朴 孙树成 郝金凯 邵志刚 Author：CHENTaipu SUNShucheng HAOJinkai SHAOZhigang
作者单位：中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023
刊名：电源技术 ISTICPKU
Journal：ChineseJournalofPowerSources
年，卷(期)：2024, 48(5)
分类号：TM911
关键词：高温质子交换膜 Nafion 氮化硼 电解水
Keywords：hightemperatureprotonexchangemembrane Nafion BN waterelectrolysis
机标分类号：O646G633.8TB383
在线出版日期：2024年6月20日
基金项目：高温质子交换膜水电解用Nafion/BN复合膜的制备与性能研究[
期刊论文] 电源技术--2024, 48(5)陈泰朴 孙树成 郝金凯 邵志刚在研究高温质子交换膜水电解系统时,膜脱水引致质子传导率降低的情况是造成电解性能较低的主要问题.针对该问题,引入了氮化硼(BN)作为一种无机吸湿改性剂.通过采用掺杂浇铸技术,成功制备了Nafion/BN复合膜.氮化硼的卓越...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文
高温质子交换膜水电解用Nafion/BN复合膜的制备与性能研究 Preparation and performance investigation of Nafion/BN composite membrane for high temperature proton exchange membrane water electrolysis
高温质子交换膜水电解用Nafion/BN复合膜的制备与性能研究.pdf |
