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2023

09

韩国科学技术研究院UNIST:金属有机骨架固态电解质材料提升燃料电池效率

作者:

HydrogenCentral


 

韩国科学技术研究院UNIST化学系的Myoung Soo Lah教授带领的团队成功研发了金属有机骨架(MOFs)的固态电解质材料。该方法显著提升了氢燃料电池中使用的固态电解质内氢离子的传导性。


研究团队引入了低酸性客体分子,这算是一种开创性成就。通过这种方式,增加了MOF孔内的客体分子数量,提升了氢离子的传导性。


目前,质子交换膜燃料电池主要使用全氟磺酸Nafion为电解质材料,Nafion具有热稳定性、机械稳定性和化学稳定性以及高氢离子传导率。不过这些系统在操作温度范围和性能提升机制方面存在限制。


研究团队将研发方向转向利用MOFs为潜在的替代材料。MOFs是由金属簇与有机配体相互连接形成多孔结构的材料,化学和热稳定性出色,最近引起了燃料电池应用的广泛关注。


MOFs具有不同尺寸的孔道,可以通过这些通道引入客体分子研发具有高氢离子传导性的材料。


Myoung Soo Lah教授的团队成员将低酸性的两性离子磺酸引入了两种MOFs,分别是MOF-808和MIL-101。


磺酸是在各种形式下都具有出色氢键能力的客体分子,可作为传输氢离子的介质。通过增加MOFs孔道内磺酸的量,团队成功开发出了具有高氢离子传导性的材料(达到10-1 Scm-1或更高水平)。这些材料在较长时间内保持了氢离子传导性。


这一研究成果为利用金属有机骨架提高氢燃料电池的效率和性能带来了希望。 

 

来源:HydrogenCentral

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