AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2)中温质子导体电解质的制备及性能  

Preparation and Characterization of AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2) Intermediate Temperature Proton Conductor

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作  者:熊洁[1] 刘薇 郭晓萧 Xiong Jie;Liu Wei;Guo Xiaoxiao(College of Chemistry,Chemical Engineering and Materials Science,Zaozhuang University,Zaozhuang 277160,China)

机构地区:[1]枣庄学院化学化工与材料科学学院,山东枣庄277160

出  处:《山东化工》2022年第23期70-72,共3页Shandong Chemical Industry

基  金:国家自然科学基金(22008207);山东省高等学校青创科技创新团队(2021KJ057);山东省自然科学基金(ZR2019PEM003);枣庄学院青檀学者优秀青年基金。

摘  要:提出了一种磷酸五氢铯(CsH5(PO4)2)与氟化铝(AlF3)形成P-OH…F氢键的方法,同步提高了固体质子导体CsH5(PO4)2的热机械稳定性和导电率。结果表明,AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2)复合电解质即使在250℃的高温下也能保持坚固的固态,这比纯CsH5(PO4)2的熔化温度提高了100℃。同时,在AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2)复合电解质中,由于P-OH…F氢键的协同作用和CsH5(PO4)2固有的质子导电性能,使得AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2)具有相当大的质子电导率。AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2)复合材料在150℃、无水条件下的质子电导率高达0.0313 S/cm,这意味着AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2)复合材料是极有前景的中温质子导体材料。This paper introduces a method for the formation of P-OH…F hydrogen bonds between CsH5(PO4)2and AlF3,which simultaneously improves the thermomechanical properties and conductivity of solid proton conductor CsH5(PO4)2.The results show that the AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2) composite electrolyte remains a robust solid state even at a high temperature of 250℃,which is 100℃higher than the melting point of pristine CsH5(PO4)2.Meanwhile,the AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2) exhibits a considerable proton conductivity due to the synergistic effect of P-OH…F hydrogen bonds and the inherent proton conductivity of CsH5(PO4)2in the AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2) composite.The proton conductivity of the AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2) composite at 150℃under an anhydrous condition is as high as 0.0313 S/cm,which means that the AlF_(3)-CsH_(5)(PO_(4))_(2) composite is a promising intermedium-temperature proton conductor.

关 键 词:中温燃料电池 磷酸五氢铯 氟化铝 氢键 热机械稳定性 

分 类 号:O646[理学—物理化学] TM911.4[理学—化学]

 

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