ODNP of Fuel Cell Membranes

燃料电池膜的ODNP

基本信息

项目摘要

Polyelectrolyte membrane fuel cells can be operated at low temperature suitable for their use in consumer electronics and vehicles. Fueled by hydrogen and oxygen fuel cells produce water, which critically affects the function of the membrane that separates the anode from the cathode and is permeable to cations. To design efficient fuel cells, the membrane function must be understood in great detail for different hydration levels. But the water and ion transport though the fuel cell membrane is heterogeneous and determined by the membrane morphology, which changes with its hydration state. Magnetic resonance methods like Laplace NMR of diffusion and relaxation as well as Overhauser Dynamic Nuclear Polarization (ODNP) are unique in their capabilities of unraveling the complex heterogeneity of transport regimes and assigning them to the different morphological sites inside the membrane. This project combines both magnetic resonance methods in a study of membrane function to resolve conflicting views on membrane water transport with the help of a magnetic resonance toolbox. A novel set-up for in operando investigations of membrane function will clarify and specify the moisture-dependent membrane structure and water transport.
聚电解质膜燃料电池可以在适合其在消费电子产品和车辆中使用的低温下运行。以氢和氧为燃料的燃料电池会产生水,这会严重影响分隔阳极和阴极且可渗透阳离子的膜的功能。为了设计高效的燃料电池,必须详细了解不同水合水平的膜功能。但是,水和离子通过燃料电池膜的传输是不均匀的,并且由膜形态决定,膜形态随其水合状态而变化。诸如扩散和弛豫拉普拉斯核磁共振以及奥弗豪瑟动态核极化 (ODNP) 之类的磁共振方法具有独特的能力,能够揭示运输机制的复杂异质性并将其分配给膜内的不同形态位点。该项目将两种磁共振方法结合到膜功能研究中,以借助磁共振工具箱解决关于膜水传输的相互冲突的观点。一种用于膜功能实际操作研究的新颖装置将澄清和具体化依赖于水分的膜结构和水传输。

项目成果

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Variable magnet arrays to passively shim compact permanent-yoke magnets.
  • DOI:
    10.1016/j.jmr.2018.11.011
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Till Überrück;B. Blümich
  • 通讯作者:
    Till Überrück;B. Blümich
Anomalous Solute Diffusivity in Ionic Liquids: Label-Free Visualization and Physical Origins
  • DOI:
    10.1103/physrevx.9.011048
  • 发表时间:
    2019-03-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
    12.5
  • 作者:
    Bayles, Alexandra V.;Valentine, Connor S.;Squires, Todd M.
  • 通讯作者:
    Squires, Todd M.
Visualizing the detection area of a unilateral NMR sensor using deconvolution and back-projection.
使用反卷积和反投影可视化单边 NMR 传感器的检测区域
  • DOI:
    10.1016/j.jmr.2018.09.007
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    T. Überrück;C. Rehorn;R. Höhner;B. Blümich
  • 通讯作者:
    B. Blümich
An H-shaped low-field magnet for NMR spectroscopy designed using the finite element method
Effect of nitroxide spin probes on the transport properties of Nafion membranes.
硝基氧自旋探针对 Nafion 膜传输特性的影响
  • DOI:
    10.1039/c8cp04607g
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Überrück;O. Neudert;K.D. Kreuer;B. Blümich;J. Granwehr;S. Stapf;S. Han
  • 通讯作者:
    S. Han
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Professor Dr. Bernhard Blümich其他文献

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