Interlocking Membrane/Catalyst Layer interface for High Mechanical Robustness of Hydrocarbon Membrane Based PEMFC
Notice bibliographique
Résumé
For decades, the use of hydrocarbon ionomers in PEMFCs has been constantly attempted as a membrane to replace the commonly used perfluorinated ionomers to lower costs, raise fuel efficiency, and enable easier manufacturing of membrane electrode assembly (MEA). Examples include sulfonated poly(arylene ether sulfone)(s-PAES), sulfonated poly(ether ether ketone) (s-PEEK), and sulfonated polyimide (s-PI). However, when a hydrocarbon membrane is assembled with catalyst layers (CLs) based on a perfluorinated ionomer, a problem of interfacial delamination between the membrane and the CL is often encountered. Due to the poor interface between hydrocarbon ionomer based membrane and perfluorinated ionomer based catalyst layer, in many cases, opportunities to be employed in PEMFC have been denied.To address this problem, hydrocarbon ionomers having chemical structures similar to those of the membrane have been introduced as proton conducting polymer electrolytes into CL. However, due to the low oxygen permeability of the hydrocarbon ionomers, the corresponding CL showed a relatively low power performance. Although such tight interfacial bonding for hydrocarbon membranes has been urgently requested, the problem still remains unsolved. Here, we propose an interlocking interface structure for providing a tight interfacial bonding between hydrocarbon membrane and perfluorinated ionomer based CL, turning away from the previous focus on chemical modification and physical roughening. This approach is based on a friction force generated due to a difference in volume expansion between the two polymers in an interlocked architecture. The interlocked interface of sulfonated poly(ether ether ketone) and Nafion based CL were realized and evaluated. A profound improvement in interfacial bonding strength was observed with the interlocked architecture. Also, under accelerated stress conditions, interfacial bonding was better maintained with the interlocked interface. The physical interlocking strategy could provide an oppotunity for a lot of hydrocarbon membrane suffering from poor interfacial adhesion to be used in PEMFC.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».