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燃料电池中聚合物链的奥秘揭开了神秘面纱

2019-11-06 16:47http://www.baidu.com江苏快三

  氢燃料电池为从航天器到远程气象站的远程应用提供了有吸引力的连续能源。随着用于分离燃料电池内的阳极和阴极的Nafion膜在与水相互作用时膨胀,燃料电池效率降低。

  俄罗斯和澳大利亚的合作现已表明,这种Nafion分离膜部分地展开了它的一些组▪…□▷▷•成纤维,然后从表面突•●出到大量水相中数百微米。

  该研究团队由来自澳大利亚堪培拉的澳大利亚国立大学的澳大利亚教授Barry Ninham领导,该团队是胶体和界面科学领域★△◁◁▽▼的领先专家。他们的研究结果于本周在AIP出版社的“化学物理学报★▽…◇”上发表。

  研究★◇▽▼•小组开始这个项目来研究◆◁•一个提议的假设,该假设认为新的水状态可以解释Nafion膜的膨胀。相反,它们是第一个描述聚合物纤维在与水相互作用时从膜表面延伸○▲-•■□的生长。纤维的数量随着△▪▲□△水的氘浓度而增加。

  “为了增加我们▼▲对这些膜的理解,我们需要描述氘代水与聚合物的分子水平相互作用,”Bunki☆△◆▲★-●=•▽■n说。“现在我们知道禁区的结构,我们可以通过研究离子特异性(Hofmeister•☆■◇…=▲▲)对其组织和功能的影响所引起的变化来定制Nafion结构及其电性质。”

  Nafion是迄今为止在燃料电池中使用的性能最高的市售氢氧化物质子交换膜。其多孔性质允许电解质溶液的显着浓度,同时将阳极与阴极分离,这允许电子流动在燃料电池中产生能量。

  研究人员发现,通过解开表面结构,膜对环境水中的氘含量特别敏感。聚合物纤维从膜延伸到水中。这种效果在水▽•●◆中最明显,氘含量在百万分之100到1,000之间。

  在这项研究中,该团队开发了一种专门的激光仪器(光致发光紫外光谱仪)来表征沿膜 - 水界面的聚合物纤维。虽然◆●△▼●由于仪器的空间限制而没有直接观察到单根纤维,但该团队可◆▼靠地检测到它们向水中生长。

  “这项工作的重要性可能为生物学和能源生产的一些非常基本的领域提供了一个主题,我们对此没◁☆●•○△有任何线索,”Bunkin说。

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