基于微电极等微观界面分析构建新型中高温纳米复合质子交换膜
批准号:
21978260
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
和庆钢
依托单位:
学科分类:
光化学与电化学工程
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
和庆钢
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
限制于全氟磺酸膜的固有属性,质子交换膜燃料电池(PEMFC)的操作温度通常在60-90℃范围内。本项目旨在构筑中高温质子传导纳米复合膜体系(120-140℃),以改善PEMFC电极反应动力学,削弱阳极CO中毒干扰,并且有效解决水、热管理等问题。核心思想是为离子和溶质在传输过程中提供额外的途径,以满足膜在高温和低湿度情况下的运行需求。将从复合膜的微结构和纳米尺度界面相互作用出发,采用多种模型计算方法,优选出与碳氢基或芳基离子聚合物相匹配的无机纳米添加材料。利用特制的微电极和电化学原子力显微技术,研究复合膜表面离子电导率、氧气渗透率、离子团簇分布、纳米孔道连通性等特殊属性,并且与膜化学微观结构信息建立“构效”关联。复合膜的稳定性是特别需要关注的问题,将重点考察反应中间产物(过氧化物及其自由基)对于聚合物骨架、聚合物自身链段配体、表面修饰材料及官能团的进攻位点和作用机理,并寻求有效解决方案。
英文摘要
This proposal is in the backdrop of current efforts to develop polymer electrolyte systems (PEM) for proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) which would enable operation at elevated temperatures in the range of 120 to 140℃ instead of the current state of the art perfluorinated systems which are designed for 60-90℃ operation. Such a transition has the potential of significantly improving not only the electrode kinetics especially for anodic CO tolerance and direct methanol oxidation but will also alleviate the thermal and water management issues. This project seeks to design nanocomposites that can provide additional variables in the transport phenomenon to largely mitigate the additional requirement for the aqueous based membranes to operate below 100% relative humidity with temperature elevation above the boiling point. The microstructure and nanoscale interactions that determine the durability and transport of ions & solute in polymer and polymer composites membranes will be thoroughly investigated by a home-built microelectrode system and electrochemical atomic force microscopy, along with molecular modeling studies and synchrotron based spectroscopic characterizations. Durability of the composite polymer will be a central concern in this project. However, this problem is expected to be tractable and resolvable from understanding of fundamental processes which determine the nature of formation of free radical at the electrode-electrolyte interface in terms of the polymer chemistry as well as choice of electrocatalyst and operating environment.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Journal of The Electrochemical Society
影响因子:--
作者:Zheng Tianlong;He Jing;Cai Pingwei;Liu Xi;Wu Duojie;Song Lutao;He Qinggang;Tang Yizhao;Wang Guangjin;Gu Meng;Lu Jianguo;Hu Yongfeng;Wen Zhenhai
通讯作者:Wen Zhenhai
DOI:--
发表时间:2021
期刊:化工进展
影响因子:--
作者:和晶;王晓江;张硕猛;和庆钢
通讯作者:和庆钢
DOI:10.1039/d0mh01481h
发表时间:2021-04
期刊:Materials horizons
影响因子:13.3
作者:Fei Shen;Zhongti Sun;Qinggang He;Jingyu Sun;R. Kaner;Yuanlong Shao
通讯作者:Fei Shen;Zhongti Sun;Qinggang He;Jingyu Sun;R. Kaner;Yuanlong Shao
DOI:10.1149/1945-7111/acfc6a
发表时间:2023
期刊:Journal of The Electrochemical Society
影响因子:--
作者:Sifan Chen;Jianchun Niu;Shuomeng Zhang;Zhuang Ma;Qinghua Zhang;Shiyuan Chen;Liang Wu;Jialin Zhang;Miao Wang;Shanfu Lu;Qinggang He
通讯作者:Qinggang He
DOI:10.1149/1945-7111/accb0e
发表时间:2023
期刊:Journal of The Electrochemical Society
影响因子:--
作者:Xiaoyu Li;Xiaojiang Wang;Jing He;Tianlong Zheng;Chao Xu;Huiwen Zhou;Junhu Wang;Jin-Gang Liu;Qinggang He
通讯作者:Qinggang He
低铂负载燃料电池中氧气局部传质阻力作用的微纳尺度研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60万元
- 批准年份:2021
- 负责人:和庆钢
- 依托单位:
基于电化学原位X射线光谱构筑新一代单原子“金属-N”类氧还原催化剂
- 批准号:U1732111
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:和庆钢
- 依托单位:
质子交换膜燃料电池中三维分子催化体系的构筑与基础研究
- 批准号:21676241
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:和庆钢
- 依托单位:
国内基金
海外基金















{{item.name}}会员


