Conductivity and Wettability Changes of Ultrathin Nafion Films Subjected to Thermal Annealing and Liquid Water Exposure
Notice bibliographique
Résumé
The ionomer in the catalyst layer of polymer electrolyte fuel cells exists as ultrathin films (4–10 nm) covering the aggregates of Pt/C catalyst and may experience elevated temperatures during hot-pressing step of the electrode fabrication process. In this study, we report the effect of thermal annealing on pertinent ionomer-film properties: proton transport and surface wettability. Self-assembled, 10 nm thin Nafion ionomer films on silica substrate were heat treated at different temperatures in the range 40–160 °C. It was found that both surface and bulk rearrangement/reorganization occur simultaneously upon annealing. Surface reorganization was evident by the dramatic change in free-surface wettability from super-hydrophilic to hydrophobic. On the other hand, bulk rearrangement was evident from significant depression in the proton conductivity with increasing treatment temperature. Extended exposure, up to 18 h, to water in vapor form at high humidity did not change the protonic conductivity. On the other hand, exposure to liquid water resulted in an interesting finding of simultaneous regeneration of the film surface and bulk properties. The latter has implications for in operando behavior of ionomer in PEFC cathode catalyst layers, where local water and heat generation may strongly influence its properties.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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