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2,6-薁均聚物的溶液法合成及其在氢燃料电池中的应用
材料人测试客服小陈     2022-05-30 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
氢燃料电池
关键性能:
这类氢燃料电池的输出功率提高了64%,首次实现了薁类材料在质子交换膜氢燃料电池中的应用。
产品介绍:

据中科院官网报道,近日,中国科学院上海有机化学研究所研究员高希珂课题组在ACS Macro Letters上以封面论文(2,6-Azulene-based Homopolymers: Design, Synthesis, and Application in Proton Exchange Membrane Fuel Cells)形式报道了2,6-薁均聚物的溶液法合成及其在氢燃料电池中的应用。研究人员通过Friedel-Crafts酰基化等反应在2,6-二溴薁的1-位引入促溶链,然后利用2,6-二溴薁中2-位和6-位溴原子反应活性的差异,通过选择性还原偶联反应制备了关键聚合单体:2,2'-二溴-6,6'-联薁,最后采用Yamamoto偶联反应将带有促溶链的2,6-二溴薁单体或2,2'-二溴-6,6'-联薁单体进行均聚,获得了无规型和头对头/尾对尾型2,6-薁均聚物,实现了2,6-薁均聚物的首次溶液法合成。该类2,6-薁均聚物的薄膜表现出动态可逆的质子响应性质。他们将2,6-薁均聚物(3 wt.%)与Nafion共混成膜用作氢燃料电池的质子交换膜。研究发现,结构规整的头对头/尾对尾型2,6-薁均聚物的嵌入能明显降低Nafion质子交换膜的质子迁移能垒,在高温低湿和高温高湿条件下均能大幅提升Nafion膜的质子传导率,提升幅度可达83%;而无规型2,6-薁均聚物作为添加剂对Nafion质子交换膜的质子传导率提升幅度较小。这表明2,6-薁均聚物主链中2,6-薁单元的偶极取向对其与Nafion复合膜的质子传导性能影响较大。研究人员将头对头/尾对尾型2,6-薁均聚物和Nafion的复合膜用作为氢燃料电池的质子交换膜,相对于使用纯的Nafion质子交换膜,这类氢燃料电池的输出功率提高了64%,首次实现了薁类材料在质子交换膜氢燃料电池中的应用。上述研究工作得到了国家自然科学基金委员会、中科院和上海市科学技术委员会的资助。

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