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Membrane architecture with ion-conducting channels through swift heavy ion induced graft copolymerization

Sproll, V. und Handl, Michael und Hiesgen, Renate und Friedrich, K. Andreas und Schmidt, Thomas Justus und Gubler, Lorenz (2017) Membrane architecture with ion-conducting channels through swift heavy ion induced graft copolymerization. Journal of Materials Chemistry A, 5, Seiten 24826-24835. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/c7ta07323b. ISSN 2050-7488.

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Kurzfassung

Proton exchange membranes (PEMs) are of interest as key elements in various electrochemical devices, such as fuel cells, electrolyzers or flow batteries. The structure of commonly used PEMs consists of a random arrangement of proton conducting domains, formed by phase separation of hydrophilic ionomer constituents from the hydrophobic polymer backbone. This paper presents an approach for the synthesis of polymer electrolytes with proton conducting domains aligned in the through-plane direction of the membrane, prepared via swift heavy ion (SHI) irradiation followed by graft copolymerization and sulfonation to introduce proton conducting motifs. This paper presents a comprehensive discussion of the effect of SHI irradiation on the structure and fuel cell relevant properties of a PEM including performance measurements at the device (cell) level. Membranes were synthesized with various densities of proton conducting channels, which were identified via elemental mapping and electrochemical AFM. These membranes showed superior proton conductivity compared to membranes prepared by standard electron-beam induced grafting.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/117219/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Membrane architecture with ion-conducting channels through swift heavy ion induced graft copolymerization
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sproll, V.Paul Scherrer InsititutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Handl, MichaelHochschule EsslingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hiesgen, Renaterenate.hiesgen (at) hs-esslingen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. Andreasandreas.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, Thomas JustusPaul Scherrer InsititutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gubler, LorenzPaul Scherrer InsititutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2017
Erschienen in:Journal of Materials Chemistry A
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:5
DOI:10.1039/c7ta07323b
Seitenbereich:Seiten 24826-24835
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:2050-7488
Status:veröffentlicht
Stichwörter:polymer membranes fuel cells ion-conducting channels
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Brennstoffzellen
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (Brennstoffzellen) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Friedrich, Prof.Dr. Kaspar Andreas
Hinterlegt am:21 Dez 2017 15:57
Letzte Änderung:06 Sep 2019 15:30

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