SCOPUS
SCIE
Fluorinated Aromatic PolyetherIonomers ContainingPerfluorocyclobutyl as Cross-Link Groups for Fuel Cell Applications
저자
Lee, Kwan-Soo ; Jeong, Myung-Hwan ; Kim, Young-Jea ; Lee, Su-Bin ; Lee, Jae-Suk
발행기관
학술지명
Chemistry of materials(a publication of the American Chemical Society)
권호사항
발행연도
2012
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
1443-1453(11쪽)
제공처
<P>The cross-linkable copolymers (SHQ<I>x</I>-TFV<I>y</I>s) with varying degrees of sulfonation (DS) from 70 to95% were prepared from potassium-2,5-dihydroxybenzenesulfonate (SHQ),decafluorobiphenyl (DFBP), and 4-(trifluorovinyloxy)-biphenyl-2,5-diol(TFVOH) as a cross-linkable moiety. To develop a highly stable polymerelectrolyte membrane (PEM) for application in polymer electrolytefuel cells (PEFC)s, cross-linked membranes were prepared by chemicalcross-linking. The cross-linked membranes were synthesized by varyingthe amount of TFVOH (5–30 mol %) in order to achieve desirablePEM properties. The structures of the cross-linkable monomer and polymerswere investigated by <SUP>1</SUP>H and <SUP>19</SUP>F NMR and FT-IRspectra. The cross-linked membranes exhibited good glass transitiontemperature and thermal stability up to 239–271 °C and290–312 °C, respectively. The crosslinked membranes (DSrange 80–95%) exhibited higher proton conductivity(0.098–0.151S/cm) than Nafion 212 (0.092 S/cm). Moreover, all membranes possessedlower methanol permeability (13–132 × 10<SUP>–8</SUP> cm<SUP>2</SUP>/s) compared with Nafion 212 (163 × 10<SUP>–8</SUP> cm<SUP>2</SUP>/s) under the same measurement conditions. The H<SUB>2</SUB>/O<SUB>2</SUB> single cell performance tests of the cross-linkedmembranes and Nafion 212 were performed. The CSHQ90-TFV10 exhibitedthe higher maximum power density (1.053 W/cm<SUP>2</SUP>) than thatof Nafion 212 (0.844 W/cm<SUP>2</SUP>).</P><P>Novel cross-linkable copolymers(SHQ<I>x</I>-TFV<I>y</I>s) containing a trifluorovinylether group are synthesizedand evaluated for use in hydrogen fuel cell and direct methanol fuelcell applications. To develop a highly stable polymer electrolytemembrane for fuel cells, cross-linked membranes (CSHQ<I>x</I>-TFV<I>y</I>s) are prepared by improved cross-linking methodwith low energy. The single cell performance of the membranes forhydrogen fuel cells showed excellent power density compared with state-of-artNafion 212. In particular, the CSHQ90-TFV10 exhibited the higher maximumpower density (1053 mW/cm<SUP>2</SUP>) than Nafion 212 (844 mW/cm<SUP>2</SUP>).</P><P><B>Graphic Abstract</B>
<IMG SRC='http://pubs.acs.org/appl/literatum/publisher/achs/journals/content/cmatex/2012/cmatex.2012.24.issue-8/cm203539m/production/images/medium/cm-2011-03539m_0002.gif'></P><P><A href='http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/cm203539m'>ACS Electronic Supporting Info</A></P>
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