Mesoscale simulation of polymer electrolyte membranes based on sulfonated poly(ether ether ketone) and Nafion

Soft Matter

Volumn 6, Issue 16, 2010, Pages 3939-3956

  Komarov, Pavel V ^a,b   Veselov, Igor N ^b   Chu, Peter P ^c   Khalatur, Pavel G ^a,d  

^a A N NESMEYANOV INSTITUTE OF ORGANOELEMENT COMPOUNDS   (Russian Federation)

^b TVER STATE UNIVERSITY   (Russian Federation)

^c NATIONAL CENTRAL UNIVERSITY   (Taiwan)

^d UNIVERSITY OF ULM   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMPHIPHILIC COPOLYMERS; BLOCK SIZES; CHEMICAL COMPOSITIONS; COARSE GRAINED MODELS; CONTINUOUS PHASIS; CROSS SECTIONAL AREA; DEGREE OF SULFONATION; DISTRIBUTION OF WATER; DYNAMIC DENSITY FUNCTIONAL THEORY; FUEL CELL APPLICATION; HYDRATION LEVELS; HYDROPHILIC AND HYDROPHOBIC; HYDROPHOBIC AND HYDROPHILIC; MEMBRANE MATERIAL; MESOSCALE; MESOSCALE SIMULATION; MICRO-PHASE; MOLECULAR ARCHITECTURE; MULTIBLOCK COPOLYMER; NARROW CHANNEL; PERCOLATION THRESHOLDS; PHYSISORBED; POLYMER CHEMISTRY; POLYMER ELECTROLYTE MEMBRANES; SELF-ASSEMBLED; STRUCTURAL MOTIFS; SUBPHASES; SULFONATED POLY(ETHER ETHER KETONE)S; SULFONATED POLYETHERETHERKETONE;

COPOLYMERIZATION; COPOLYMERS; ETHERS; FUEL CELLS; HYDRATION; HYDROPHILICITY; HYDROPHOBICITY; KETONES; MORPHOLOGY; SOLVENTS;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

EID: 77955386932     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b921369d     Document Type: Article

References (98)

1. M. Eikerling A. A. Kornyshev E. Spohr Adv. Polym. Sci. 2008 215 15 54
2. M. A. Hickner H. Ghassemi K. Yu. Seung B. R. Einsla J. E. McGrath Chem. Rev. 2004 104 4587 4612
3. C. S. Wu P. P. Chu Chinese Chem. Soc. 2004 62 123 138
4. C.-S. Wu F.-Y. Lin C.-Y. Chen P. P. Chu J. Power Sources 2006 160 1204 1210
5. M. S. Wilson S. Gottesfeld J. Electrochem. Soc. 1992 139 L28
6. D. D. Morris X. J. Sun J. Appl. Polym. Sci. 1993 50 1445
7. K. A. Mauritz R. B. Moore Chem. Rev. 2004 104 4535
8. Y. Yang A. Siu T. J. Peckham S. Holdcroft Adv. Polym. Sci. 2008 215 55 126
9. M. Jaipal Reddy T. Sreekanth U. V. S. Rao P. P. Chu J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2001 12 153
10. P. P. Chu M. Jaipal Reddy H. M. Kao Solid State Ionics 2003 156 141
11. C.-Y. Chiang Y. J. Shen M. Jaipal Reddy P. P. Chu J. Power Sources 2003 123 222
12. Ü. Akbey R. Graf Y. G. Peng P. P. Chu H. W. Spiess J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2009 47 138 155
13. K. D. Kreuer J. Membr. Sci. 2001 185 29
14. J. Rozière D. J. Jones Annu. Rev. Mater. Res. 2003 33 503 555
15. Q. Li R. He J. O. Jensen N. J. Bjerrum Chem. Mater. 2003 15 4896 4915
16. V. V. Lakshmi V. Choudhary I. K. Varma Macromol. Symp. 2004 210 21
17. B. Smitha S. Sridhar A. A. Khan J. Membr. Sci. 2005 259 10 26
18. W. Han-Lang M. M. Chen-Chi L. Chia-Hsun C. Chin-Yuan J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2006 44 3128
19. E. Drioli A. Regina M. Casciola A. Oliveti F. Trotta T. Massari J. Membr. Sci. 2004 228 139 148
20. M. Gil X. Ji X. Li H. Na J. E. Hampsey Y. Lu J. Membr. Sci. 2004 234 75 81
21. X. Li C. Zhao H. Lu Z. Wang H. Na Polymer 2005 46 5820 5827
22. C. Zhao H. Lin K. Shao X. Li H. Ni Zh. Wang H. Na J. Power Sources 2006 162 1003
23. T. Nakano S. Nagaoka H. Kawakami Polym. Adv. Technol. 2005 16 753
24. K. Schmidt-Rohr Q. Chen Nat. Mater. 2008 7 75 83
25. S. J. Paddison Annu. Rev. Mater. Res. 2003 33 289 319
26. K.-D. Kreuer S. J. Paddison E. Spohr M. Schuster Chem. Rev. 2004 104 4637 4678
27. A. Z. Weber J. Newman Chem. Rev. 2004 104 4679 4726
28. R. Devanathan Energy Environ. Sci. 2008 1 101 119
29. J. A. Elliott, Device and Materials Modeling in PEM Fuel Cells/ Topics in Applied Physics, vol. 113, ed., S. J. Paddison,,, K. S. Promislow,, Springer Science, Berlin-Heidelberg, 2009, pp. 413-436
30. D. Galperin, P. G. Khalatur and A. R. Khokhlov, Device and Materials Modeling in PEM Fuel Cells/ Topics in Applied Physics, vol. 113, ed., S. J. Paddison,,, K. S. Promislow,, Springer Science, Berlin-Heidelberg, 2009, pp. 453-483
31. J. A. Elliott S. Hanna A. M. S. Elliott G. E. Cooley Phys. Chem. Chem. Phys. 1999 1 4855 4863
32. A. Vishnyakov A. V. Neimark J. Phys. Chem. B 2000 104 4471 4478
33. A. Vishnyakov A. V. Neimark J. Phys. Chem. B 2001 105 7830 7834
34. A. Vishnyakov A. V. Neimark J. Phys. Chem. B 2001 105 9586 9594
35. S. Urata J. Irisawa A. Takada W. Shinoda S. Tsuzuki M. Mikami J. Phys. Chem. B 2005 109 4269 4278
36. S. S. Jang V. Molinero T. Cagin W. A. Goddard J. Phys. Chem. B 2004 108 3149 3157
37. S. S. Jang V. Molinero T. Cagin W. A. Goddard Solid State Ionics 2004 175 805 808
38. D. Brandell J. Karo A. Liivat J. O. Thomas J. Mol. Model. 2007 13 1039 1046
39. A. Venkatnathan R. Devanathan M. Dupuis J. Phys. Chem. B 2007 111 7234 7244
40. R. Devanathan A. Venkatnathan M. Dupuis J. Phys. Chem. B 2007 111 8069 8079
41. R. Devanathan A. Venkatnathan M. Dupuis J. Phys. Chem. B 2007 111 13006 13013
42. C. K. Knox G. A. Voth J. Phys. Chem. B 2010 114 3205 3218
43. S. S. Jang M. Blanco W. A. Goddard III G. Caldwell R. B. Ross Macromolecules 2003 36 5331 5341
44. W. Goddard III B. Merinov A. Van Duin T. Jacob M. Blanco V. Molinero S. S. Jang Y. H. Jang Mol. Simul. 2006 32 251 268
45. S. Walbran A. A. Kornyshev J. Chem. Phys. 2001 114 10039 10048
46. E. Spohr P. Commer A. A. Kornyshev J. Phys. Chem. B 2002 106 10560 10569
47. A. A. Kornyshev and E. Spohr, Device and Materials Modeling in PEM Fuel Cells/ Topics in Applied Physics, vol. 113, ed., S. J. Paddison,,, K. S. Promislow,, Springer Science, Berlin-Heidelberg, 2009, pp. 349-363
48. M. K. Petersen F. Wang N. P. Blake H. Metiu G. A. Voth J. Phys. Chem. B 2005 109 3727 3730
49. M. K. Petersen G. A. Voth J. Phys. Chem. B 2006 110 18594 18600
50. S. Yamamoto S. Hyodo Polym. J. 2003 35 519 527
51. S. Hyodo Mol. Simul. 2004 30 887 893
52. E. Allahyarov P. L. Taylor Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2009 80 020801
53. E. Allahyarov P. L. Taylor J. Phys. Chem. B 2009 113 610 617
54. S. J. Paddison J. New Mater. Electrochem. Syst 2001 4 197
55. S. J. Paddison J. A. Elliott Solid State Ionics 2007 178 561 567
56. J. A. Elliott S. J. Paddison Phys. Chem. Chem. Phys. 2007 9 2602 2618
57. S. J. Paddison, Device and Materials Modeling in PEM Fuel Cells/Topics in Applied Physics, vol. 113, ed., S. J. Paddison,,, K. S. Promislow,, Springer Science, Berlin-Heidelberg, 2009, pp. 385-412
58. J. G. E. M. Fraaije J. Chem. Phys. 1993 99 9202
59. J. G. E. M. Fraaije B. A. C. van Vlimmeren N. M. Maurits J. Chem. Phys. 1997 106 4260
60. J. T. Wescott Y. Qi L. Subramanian T. W. Capehart J. Chem. Phys. 2006 124 134702
61. M. Doi and S. F. Edwards, The Theory of Polymer Dynamics. Oxford Science Publications, Oxford, 1986
62. G. H. Fredrickson, The Equilibrium Theory of Inhomogeneous Polymers, Oxford University Press, 2006
63. A. V. Zvelindovsky B. A. C. van Vlimmeren G. J. A. Sevink N. M. Maurits J. G. E. M. Fraaije J. Chem. Phys. 1998 109 8751
64. A. V. Zvelindovsky G. J. A. Sevink B. A. C. van Vlimmeren N. M. Maurits J. G. E. M. Fraaije Phys. Rev. E: Stat. Phys., Plasmas, Fluids, Relat. Interdiscip. Top. 1998 57 R4879
65. P. J. Flory, Statistical Mechanics of Chain Molecules, Interscience, New York, 1969
66. J. R. Maple M. J. Hwang T. P. Stockfisch U. Dinur M. Wangman C. S. Ewig A. T. Hagler J. Comput. Chem. 1994 15 162
67. M. T. Bishop F. E. Karasz P. S. Russo K. H. Langley Macromolecules 1985 18 86
68. J. Roovers J. D. Cooney P. M. Toporowski Macromolecules 1990 23 1611
69. S. Shirouzu M. Yoshida N. Senda Jpn. J. Appl. Phys. 1995 34 3186
70. B. Yang A. Manthiram J. Power Sources 2006 153 29
71. G. Ye N. Janzen G. R. Goward Macromolecules 2006 39 3283
72. H.-L. Wu C.-C. Ma C.-H. Li C.-Y. Chen J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2006 44 3128
73. B. E. Eichinger D. R. Rigby M. H. Muir Comput. Polym. Sci. 1995 5 147
74. G. Graziano Chem. Phys. Lett. 2006 429 420
75. P. Wessling, An Introduction to Multigrid Methods, John Wiley and Sons, Chichester, 1992
76. G. Gebel J. Lambard Macromolecules 1997 30 7914 7920
77. D. Yarusso S. I. Cooper Macromolecules 1983 16 1871
78. S. S. Sekhon J.-S. Park E. Cho Y.-G. Yoon C.-S. Kim W.-Y. Lee Macromolecules 2009 42 2054
79. C. Zhao X. Li Z. Wang Z. Zhuo S. Zhong H. Na J. Membr. Sci. 2006 280 643
80. P. G. Khalatur S. K. Talitskikh A. R. Khokhlov Macromol. Theory Simul. 2002 11 566 586
81. D. A. Mologin P. G. Khalatur A. R. Khokhlov Macromol. Theory Simul. 2002 11 587 599
82. D. Y. Galperin A. R. Khokhlov Macromol. Theory Simul. 2006 15 137 146
83. S. Kumar M. J. Pineri Polym. Sci., Polym. Phys. Ed 1986 24 1767 1782
84. D. Wu S. J. Paddison J. A. Elliott Macromolecules 2009 42 3358 3367
85. K. Malek M. Eikerling Q. Wang Z. Liu S. Otsuka K. Akizuki M. Abe J. Chem. Phys. 2008 129 204702
86. M. Kahlweit R. Strey Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1985 24 654
87. A. R. Khokhlov P. G. Khalatur Chem. Phys. Lett. 2008 461 58 63
88. J. Kim B. Kim B. Jung J. Membr. Sci. 2002 207 129 137
89. J. Won H. H. Park Y. J. Kim S. W. Choi H. Y. Ha I.-H. Oh H. S. Kim Y. S. Kang K. J. Jin Macromolecules 2003 36 3228 3234
90. Z. Q. Shi S. Holdcroft Macromolecules 2005 38 4193 4201
91. M. J. Park K. H. Downing A. Jackson E. D. Gomez A. M. Minor D. Cookson A. Z. Weber N. P. Balsara Nano Lett. 2007 7 3547 3552
92. Y. A. Elabd E. Napadensky C. W. Walker K. I. Winey Macromolecules 2006 39 399 407
93. Handbook of Microemulsion Science and Technology, ed., P. Kumar, and, K. L. Mittal,, Marcel Dekker, Inc., Basel, 1999
94. G. Gebel R. B. Moore Macromolecules 2000 33 4850
95. L. Rubatat G. Gebel O. Diat Macromolecules 2004 37 7772
96. D. Wu S. J. Paddison J. A. Elliott Energy Environ. Sci. 2008 1 284 293
97. A. Chertovich P. G. Khalatur A. R. Khokhlov Compos. Interfaces 2009 16 547 577
98. E. M. W. Tsang Z. Zhang Z. Shi T. Soboleva S. Holdcroft J. Am. Chem. Soc. 2007 129 15106 15107