AFM:2D Co(II)-MOF增强复合膜显著提高了PEM燃料电池的性能和耐久性

开发耐用且高导电性的质子交换膜(PEMs)对于推进电化学能源技术至关重要。利用无氟磺化聚苯醚(SPPO)作为膜骨架,多功能2D金属有机框架(FMOF)作为填料,印度中央盐和海洋化学研究所Uma Chatterjee、Subhadip Neogi设计出复合PEM,在潮湿条件下具有更好的水合作用和稳定性。
本文要点:
1) 优化的膜SPM-3(3%w/w FMOF,IEC=2.25 meq g-1)在0.6 V下以835.92 mA cm-2的电流密度实现了44.59 mS cm-1的显著质子电导率,并在80°C和100%RH下显示了629.64 mW cm-2的显著峰值功率密度,比原始SPPO高出82%。
2) 加速降解测试显示,在30%RH下50小时内OCV衰减仅为14.79%(2.84 mV h−1)。与未官能化UNMOF基膜的性能比较证实,FMOF中的游离-COOH和杂原子在聚电解质中形成了动态氢键网,从而形成了紧凑的膜结构,限制了水引起的膨胀,并阻碍了复合PEM的化学降解。
Sk Miraz Hossain et.al Prolifically Boosted PEM Fuel Cell Performance and Durability in Pendant Carboxylic-Acid Tethered 2D Co(II)-MOF Reinforced Composite Membrane Adv. Functional Mater. 2025
DOI: 10.1002/adfm.202508504
https://doi.org/10.1002/adfm.202508504
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