Characterization of high-temperature proton-exchange membranes based on phosphotungstic acid functionalized mesoporous silica nanocomposites for fuel cells

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 115, Issue 23, 2011, Pages 11854-11863

  Zeng, Jie ^a,b   Jiang, San Ping ^a  

^a CURTIN UNIVERSITY   (Australia)

^b NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION ISOTHERMS; FTIR SPECTROSCOPY; FUEL CELL PERFORMANCE; FUNCTIONALIZED; HIGH TEMPERATURE; HIGH WATER; KEGGIN-ANION; MESOPOROUS SILICA; PHOSPHOTUNGSTIC ACID; POWER OUT PUT; PROTON-EXCHANGE MEMBRANE; RELATIVE HUMIDITIES; SMALL ANGLE X-RAY SCATTERING; WATER UPTAKE;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ACTIVATION ENERGY; DIRECT METHANOL FUEL CELLS (DMFC); FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; GAS FUEL PURIFICATION; MEMBRANES; MESOPOROUS MATERIALS; METHANOL; METHANOL FUELS; NANOCOMPOSITES; PROTON CONDUCTIVITY; PROTONS; RAMAN SPECTROSCOPY; SILICA; WATER ABSORPTION; X RAY SCATTERING;

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS (PEMFC);

EID: 80054993951     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp201250r     Document Type: Article

References (77)

1. Bauen, A.; Hart, D. J. Power Sources 2000, 86, 482.
2. Steele, B. C. H.; Heinzel, A. Nature 2001, 414, 345.
3. Yang, C.; Costamagna, P.; Srinivasan, S.; Benziger, J.; Bocarsly, A. B. J. Power Sources 2001, 103, 1.
4. Li, Q. F.; He, R. H.; Jensen, J. O.; Bjerrum, N. J. Chem. Mater. 2003, 15, 4896.
5. Zhang, J. L.; Xie, Z.; Zhang, J. J.; Tanga, Y. H.; Song, C. J.; Navessin, T.; Shi, Z. Q.; Song, D. T.; Wang, H. J.; Wilkinson, D. P.; Liu, Z. S.; Holdcroft, S. J. Power Sources 2006, 160, 872.
6. Ahmad, H.; Kamarudin, S. K.; Hasran, U. A.; Daud, W. R. W. Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 2160.
7. Neburchilov, V.; Martin, J.; Wang, H. J.; Zhang, J. J. J. Power Sources 2007, 169, 221.
8. Zawodzinski, T. A.; Springer, T. E.; Davey, J.; Jestel, R.; Lopez, C.; Valerio, J.; Gottesfeld, S. J. Electrochem. Soc. 1993, 140, 1981.
9. Yang, C.; Srinivasan, S.; Bocarsly, A. B.; Tulyani, S.; Benziger, J. B. J. Membr. Sci. 2004, 237, 145.
10. Sone, Y.; Ekdunge, P.; Simonsson, D. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1254.
11. Hickner, M. A.; Ghassemi, H.; Kim, Y. S.; Einsla, B. R.; McGrath, J. E. Chem. Rev. 2004, 104, 4587.
12. Yan, X. M.; Mei, P.; Mi, Y. Z.; Gao, L.; Qin, S. X. Electrochem. Commun. 2009, 11, 71.
13. Ciureanu, M. J. Appl. Electrochem. 2004, 34, 705.
14. Kozhevnikov, I. V. Chem. Rev. 1998, 98, 171.
15. Misono, M. Catal. Rev.-Sci. Eng. 1987, 29, 269.
16. Cui, Z. M.; Xing, W.; Liu, C. P.; Tian, D.; Zhang, H. J. Power Sources 2010, 195, 1619.
17. Kulesza, P. J.; Chojak, M.; Karnicka, K.; Miecznikowski, K.; Palys, B.; Lewera, A.; Wieckowski, A. Chem. Mater. 2004, 16, 4128.
18. Barczuk, P. J.; Tsuchiya, H.; Macak, J. M.; Schmuki, P.; Szymanska, D.; Makowski, O.; Miecznikowski, K.; Kulesza, P. J. Electrochem. Solid State Lett. 2006, 9, E13.
19. Ferrell, J. R.; Kuo, M. C.; Turner, J. A.; Herring, A. M. Electrochim. Acta 2008, 53, 4927.
20. Barczuk, P. J.; Lewera, A.; Miecznikowski, K.; Zurowski, A.; Kulesza, P. J. J. Power Sources 2010, 195, 2507.
21. Barczuk, P. J.; Lewera, A.; Skorupska, K.; Jiang, S. P.; Li, C. M.; Kulesza, P. J. Electrocatalysis 2011, 2, 52.
22. Wlodarczyk, R.; Chojak, M.; Miecnikowski, K.; Kolary, A.; Kulesza, P. J.; Marassi, R. J. Power Sources 2006, 159, 802.
23. Wlodarczyk, R.; Kolary-Zurowska, A.; Marassi, R.; Chojak, M.; Kulesza, P. J. Electrochim. Acta 2007, 52, 3958.
24. Wang, D. L.; Lu, S. F.; Jiang, S. P. Chem. Commun. 2010, 46, 2058.
25. Stanis, R. J.; Kuo, M. C.; Rickett, A. J.; Turner, J. A.; Herring, A. M. Electrochim. Acta 2008, 53, 8277.
26. Tatsumisago, M.; Honjo, H.; Sakai, Y.; Minami, T. Solid State Ionics 1994, 74, 105.
27. Rao, P. M.; Wolfson, A.; Kababya, S.; Vega, S.; Landau, M. V. J. Catal. 2005, 232, 210.
28. Rao, P. M.; Wolfson, A.; Landau, M. V.; Herskowitz, M. Catal. Commun. 2004, 5, 327.
29. Mikhailenko, S. D.; Kaliaguine, S.; Moffat, J. B. Solid State Ionics 1997, 99, 281.
30. Uma, T.; Nogami, M. Chem. Mater. 2007, 19, 3604.
31. Uma, T.; Nogami, M. Anal. Chem. 2008, 80, 506.
32. Li, Z. Y.; Zhang, Q.; Liu, H. T.; He, P.; Xu, X. D.; Li, J. H. J. Power Sources 2006, 158, 103.
33. Yamada, M.; Honma, I. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20486.
34. Staiti, P.; Arico, A. S.; Baglio, V.; Lufrano, F.; Passalacqua, E.; Antonucci, V. Solid State Ionics 2001, 145, 101.
35. Celso, F.; Mikhailenko, S. D.; Kaliaguine, S.; Duarte, U. L.; Mauler, R. S.; Gomes, A. S. J. Membr. Sci. 2009, 336, 118.
36. Cui, Z. M.; Xing, W.; Liu, C. P.; Liao, J. H.; Zhang, H. J. Power Sources 2009, 188, 24.
37. Oh, S. Y.; Yoshida, T.; Kawamura, G.; Muto, H.; Sakai, M.; Matsuda, A. J. Mater. Chem. 2010, 20, 6359.
38. Lakshminarayana, G.; Nogami, M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14540.
39. Sweikart, M. A.; Herring, A. M.; Turner, J. A.; Williamson, D. L.; McCloskey, B. D.; Boonrueng, S. R.; Sanchez, M. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A98.
40. Tan, A. R.; de Carvalho, L. M.; Gomes, A. D. Macromol. Symp. 2005, 229, 168.
41. Li, H. B.; Nogami, M. Adv. Mater. 2002, 14, 912.
42. Athens, G. L.; Ein-Eli, Y.; Chmelka, B. F. Adv. Mater. 2007, 19, 2580.
43. Colomer, M. T. Adv. Mater. 2006, 18, 371.
44. Yamada, M.; Li, D. L.; Honma, I.; Zhou, H. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13092.
45. Daiko, Y.; Kasuga, T.; Nogami, M. Chem. Mater. 2002, 14, 4624.
46. Li, H. B.; Nogami, M. Chem. Commun. 2003, 236.
47. Xiong, L. M.; Nogami, M. Chem. Lett. 2006, 35, 972.
48. Vichi, F. M.; Tejedor-Tejedor, M. I.; Anderson, M. A. Chem. Mater. 2000, 12, 1762.
49. Halla, J. D.; Mamak, M.; Williams, D. E.; Ozin, G. A. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 133.
50. Bocquet, L.; Charlaix, E.; Ciliberto, S.; Crassous, J. Nature 1998, 396, 735.
51. Lu, S. F.; Wang, D. L.; Jiang, S. P.; Xiang, Y.; Lu, J. L.; Zeng, J. Adv. Mater. 2010, 22, 971.
52. Tang, H. L.; Pan, M.; Lu, S. F.; Lu, J. L.; Jiang, S. P. Chem. Commun. 2010, 46, 4351.
53. Li, Z.; Chen, D. H.; Tu, B.; Zhao, D. Y. Microporous Mesoporous Mater. 2007, 105, 34.
54. Chen, D.; Li, Z.; Yu, C.; Shi, Y.; Zhang, Z.; Tu, B.; Zhao, D. Chem. Mater. 2005, 17, 3228.
55. Kim, T. W.; Kleitz, F.; Paul, B.; Ryoo, R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7601.
56. Yang, J.; Janik, M. J.; Ma, D.; Zheng, A. M.; Zhang, M. J.; Neurock, M.; Davis, R. J.; Ye, C. H.; Deng, F. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18274.
57. Kim, Y. S.; Wang, F.; Hickner, M.; Zawodzinski, T. A.; McGrath, J. E. J. Membr. Sci. 2003, 212, 263.
58. Rocchiccioli-Deltcheff, C.; Fournier, M.; Franck, R.; Thouvenot, R. Inorg. Chem. 1983, 22, 207.
59. Dias, A. S.; Pillinger, M.; Valente, A. A. Microporous Mesoporous Mater. 2006, 94, 214.
60. Lefebvre, F. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1992, 756.
61. Gregg, S. J.; Sing, K. S. W. Adsorption, Surface Area and Porosity, 2nd ed.; Academic Press: London, 1991.
62. Xu, Y. W.; Wu, Z. X.; Zhang, L. J.; Lu, H. J.; Yang, P. Y.; Webley, P. A.; Zhao, D. Y. Anal. Chem. 2009, 81, 503.
63. Rao, P. M.; Goldberg-Oppenheimer, P.; Kababya, S.; Vega, S.; Landau, M. J. Mol. Catal. A: Chem. 2007, 275, 214.
64. Tazi, B.; Savadogo, O. Electrochim. Acta 2000, 45, 4329.
65. Randov, A.; Hovorka, S.; Izak, P.; Bartovsk, L. J. Electroanal. Chem. 2008, 616, 117.
66. Gebel, G.; Aldebert, P.; Pineri, M. Polymer 1993, 34, 333.
67. Nakamura, O.; Kodama, T.; Ogino, I. Chem. Lett. 1979, 17.
68. Nakanishi, T.; Norisuye, T.; Sato, H.; Takemori, T.; Tran-Cong-Miyata, Q.; Sugimoto, T.; Nomura, S. Macromolecules 2007, 40, 4165.
69. Xiong, L.; Yang, Y.; Shi, J.; Nogami, M. Microporous Mesoporous Mater. 2008, 111, 343.
70. Uma, T.; Nogami, M. J. Membr. Sci. 2008, 323, 11.
71. Inoue, T.; Uma, T.; Nogami, M. J. Membr. Sci. 2008, 323, 148.
72. Uma, T.; Nogami, M. Fuel Cells 2007, 7, 279.
73. Buchi, F. N.; Scherer, G. G. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A183.
74. Jiang, S. P.; Liu, Z. C.; Tian, Z. Q. Adv. Mater. 2006, 18, 1068.
75. Ren, X.; Springer, T. E.; Gottesfeld, S. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 92.
76. Divisek, J.; Eikerling, M.; Mazin, V.; Schmitz, H.; Stimming, U.; Volfkovich, Y. M. J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 2677.
77. Janik, M. J.; Davis, R. J.; Neurock, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5238.