Angew:逐步合成策略制备高质子传导性能高稳定性的COFs用于氢燃料电池
芣苢 西瓜 2019-12-13

开发新材料制备高性能质子交换膜(PEM)用于燃料电池具有重要意义。近日,南开大学Zhenjie Zhang等创建了一种逐步合成策略,开发出了一系列高度结晶,多孔和稳定的新型共价有机框架(COFs)材料。作者将高密度的偶氮基团和酚羟基基团整合到COFs结构中,从而使偶氮基团成为质子受体和添加酸的负载位点,而酚羟基基团则充当促进质子传导的质子供体。合成的COFs在强酸或强碱(例如12 M NaOH或HCl)和沸水中显示出高亲水性和极好的稳定性。这些功能使得合成的COFs成为质子传导应用的理想平台。此外,在装载H3PO4后,该COFs(H3PO4@COFs)不仅实现了1.13×10-1 S/cm的超高质子电导率,(是所有COFs材料中最高的),而且在较宽相对湿度(40-100%)和温度(20-80°C)范围还保持着高质子电导率。使用H3PO4@COFs作为固体电解质膜来制备膜电极组件用于质子交换,可实现的最大功率密度为81 mW/cm2和最大电流密度为456 mA/cm2,超过了以前报告的所有COFs材料。该工作不仅开发了制备具有多个键链接的COFs的方法,而且为质子传导和PEM燃料电池性能树立了新的COFs基准。

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Yi Yang, Zhenjie Zhang*, et al. Accelerating Selective Semihydrogenation by Metal‐Organic Frameworks. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201913802

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913802


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