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Toughened polymer electrolyte membranes composed of sulfonated poly(arylene ether ketone) block copolymer and organosiloxane network for fuel cell
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학술지명
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발행연도
2019
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등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
23-31(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>The semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) based electrolyte membrane was synthesized from the poly(arylene ether ketone)-b-ketone sulfonated poly(arylene ether ketone) multi-block copolymer (PAEK-b-KSPAEK) and the organosiloxane organic-inorganic hybrid polymer network (OSPN) pre-synthesized. The chemical structure of the synthesized PAEK-b-KSPAEK and semi-IPN was identified using <SUP>1</SUP>H and <SUP>19</SUP>F nuclear magnetic resonance spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy, and the dimension of the phase separated ionic clusters was examined by small angle X-ray scattering spectroscopy. Introduction of OSPN to PAEK-b-KSPAEK improved not only the thermal and mechanical stability (toughness) but also the oxidative stability. The performance of the membrane electrode assembly fabricated with the semi-IPN electrolyte membranes was superior to that of the pure block copolymer membrane because of the enhanced proton conductivity and toughness. While the semi-IPN24 membrane showed the comparable proton conductivity and cell performance to Nafion 115 membrane, its methanol permeability was significantly lower than that of Nafion 115 membrane.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> IPN type electrolyte membranes are prepared from PAEK-b-KSPAEK and OSPN. </LI> <LI> Proton conductivity of the IPN type membrane is comparable to that of Nafion 115. </LI> <LI> Methanol permeability of the IPN type membrane is much lower than that of Nafion 115. </LI> <LI> Power density is enhanced with increasing OSPN content up to 24 wt%. </LI> </UL> </P>
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