Influence of Graphene Oxide on Mechanical and Morphological Properties of Nafion® Membranes
Notice bibliographique
Résumé
This study explored the influence of graphene oxide (GO) on morphological and mechanical properties of Nafion® 115 membranes with the objective of enhancing the mechanical properties of the most widely employed membrane in Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers (PEMWE) applications. The membrane surface was modified by ultrasonically spraying a GO solution and different annealing temperatures were tested. Scanning Electron Microscopy (SEM) cross-sectional images revealed that annealing the composite membranes was sufficient to favor an interaction between the graphene oxide and the surface of the Nafion® membranes. The GO covering only 35% of the membrane surface increased the composite’s wettability from hydrophobic (105.2°) to a highly hydrophilic angle (84.4°) while slightly reducing membrane swelling. Tensile tests depicted an increase in both the strain levels and tensile loads before breaking. The samples with GO presented remarkable mechanical properties when the annealing time and temperature increased; while the Nafion® control samples failed at elongations of 95% and 98%, their counterparts with GO on the surface achieved elongations of 248% and 191% when annealed at 80 °C and 110 °C respectively, demonstrating that the presence of GO mechanically stabilizes the membranes under tension. In exchange, the presence of GO altered the smoothness of the membrane surface going from an average 1.4 nm before the printing to values ranging from 8.4 to 10.2 nm depending on the annealing conditions which could affect the quality of the subsequent catalyst layer printing. Overall, the polymer’s electrical insulation was unaffected, making the Nafion®-GO blend a more robust material than those traditionally used.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
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)
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 tête enseignante, 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 ».