Development of Nanoprotonics Materials Based on Three Dimensional Hydrogen Bonding Networks

基于三维氢键网络的纳米质子材料的研制

基本信息

  • 批准号:
    21655075
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2009 至 2011
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Several kinds of hydrogen sulfate MHSO_4(M=Cs, K, Na, NH_4) and WPA were mechanochemically milled to synthesize highly proton conducting xMHSO_4・(100-x) WPA(mol%) composites. Except NaHSO_4-WPA composites, xMHSO_4・(100-x) WPA(M=Cs, K, NH_4) with x=90-95 composites showed high proton conductivities in a wide temperature range under dry conditions. Chemical interactions via ion-exchange and hydrogen bond between XHSO_4 and WPA were confirmed from structural studies. Furthermore, the anhydrous proton conductivity of the MHSO_4-WPA composites was well correlated with their estimated hydrogen bonding distance, indicating that reduction of the hydrogen bonding distance in the MHSO_4-WPA composites is significant in the proton hopping to achieve anhydrous high proton conductivity. Inorganic-organic composite electrolytes were fabricated from CsHSO_4-WSiA and polybenzimidazole(PBI) for application in medium temperature fuel cells. The mechanochemically synthesized Cs-WSiA composites are a promising material to achieve high electrochemical properties in the intermediate fuel cells.
将几种硫酸氢MHSO_4(M=Cs,K,Na,NH_4)和WPA进行机械研磨合成高质子传导xMHSO_4·(100-x)WPA(mol%)复合材料除NaHSO_4-WPA复合材料外,xMHSO_4·(。 100-x) WPA(M=Cs, K, NH_4) x=90-95 复合材料结构研究证实了 XHSO_4 和 WPA 之间通过离子交换和氢键的化学相互作用,在干燥条件下表现出高质子电导率。此外,MHSO_4-WPA 复合材料的无水质子电导率与其估计值密切相关。氢键距离,表明 MHSO_4-WPA 复合材料中氢键距离的减小对于质子跳跃以实现无水高质子电导率具有重要意义。以CsHSO_4-WSiA和聚苯并咪唑(PBI)为原料制备无机-有机复合电解质,用于中温燃料电池。机械化学合成的Cs-WSiA复合材料是一种在中温燃料电池中实现高电化学性能的有前景的材料。

项目成果

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科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
複合系ナノプロトニクス材料とその応用の可能性
复合纳米质子材料及其潜在应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Song-Yul Oh;Takuya Kikuchi;Zhi-Peng Li;Go Kawamura;Hiroyuki Muto;Atsunori Matsuda;松田厚範
  • 通讯作者:
    松田厚範
Three-Dimentional Hydrogen-Bonding Networks and Proton Dynamics of Mechanochemically Synthesized CsHSO_4-WPA Composites
机械化学合成CsHSO_4-WPA复合材料的三维氢键网络和质子动力学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    A. Matsuda;V. H. Nguyen;Y. Daiko;H. Muto and M. Sakai
  • 通讯作者:
    H. Muto and M. Sakai
Sulfonated Poly (Ether-Ether Ketone) as Matrices for Proton Conductive Inorganic-Organic Composite Membranes for Fuel Cells Systems in "Review Book Solid State Ionics of Heteropoly Acids
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Daiko;A.Matsuda
  • 通讯作者:
    A.Matsuda
ミリングによる硫酸水素セシウムとヘテロポリ酸の複合化およびプロトン伝導性
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中西貴之;田部勢津久;河合啓介・大幸祐介・武藤浩行・逆井基次・松田厚範
  • 通讯作者:
    河合啓介・大幸祐介・武藤浩行・逆井基次・松田厚範
硫酸水素セシウム-ヘテロポリ酸複合体を含むSPEEK及びPBIコンポジット膜の中温燃料電池運転特性
硫酸氢铯-杂多酸复合物SPEEK和PBI复合膜的中温燃料电池运行特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.Ye;S.Tanabe;J-R.Qiu;松田厚範・グエンハイバン・大幸裕介・武藤浩行・逆井基次;S.Tanabe;呉松烈・吉田敏宏・河村剛・武藤浩行・逆井基次・松田厚範
  • 通讯作者:
    呉松烈・吉田敏宏・河村剛・武藤浩行・逆井基次・松田厚範
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  • 通讯作者:
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    2004
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    $ 2.16万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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    14550669
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    $ 2.16万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

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