Self-assembly of nanostructured proton exchange membranes for fuel cells

ACS Symposium Series

Volumn 1140, Issue , 2013, Pages 243-263

  Tang, Haolin ^a   Li, Junrui ^a   Wang, Zhao ^a   Zhang, Huijie ^a   Pan, Mu ^a   Jiang, San Ping ^b  

^a WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

^b CURTIN UNIVERSITY   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONDUCTIVE MATERIALS; GAS FUEL PURIFICATION; NANOSTRUCTURES; PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS (PEMFC); PROTONS; SELF ASSEMBLY;

ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE; ELEVATED TEMPERATURE; ENVIRONMENT FRIENDLY; PROTON EXCHANGE MEMBRANES; PROTON-CONDUCTING ELECTROLYTE; PROTON-CONDUCTIVE ELECTROLYTES; RESEARCH INTERESTS; SELF-ASSEMBLY TECHNIQUE;

SOLID ELECTROLYTES;

EID: 84905365842     PISSN: 00976156     EISSN: 19475918     Source Type: Book Series    
DOI: 10.1021/bk-2013-1140.ch010     Document Type: Conference Paper

References (132)

1. Zhang, J.; Xie, Z.; Zhang, J.; Tang, Y.; Song, C.; Navessin, T.; Shi, Z.; Song, D.; Wang, H.; Wilkinson, D. P.; Liu, Z.-S.; Holdcroft, S. J. Power Sources 2006, 160, 872-91
2. Baniasadi, E.; Alemrajabi, A. A. Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 9460-67
3. Bernay, C.; Marchand, M.; Cassir, M. J. Power Sources 2002, 108, 139-52
4. Ashley, S. Sci. Am. 2001, 285, 25-25
5. Zenith, F.; Krewer, U. J. Process Control 2010, 20, 630-42
6. Ramani, V.; Kunz, H. R.; Fenton, J. M. J. Membr. Sci. 2004, 232, 31-44
7. Zhang, H. W.; Shen, P. K. Chem. Rev. 2012, 112, 2780-832
8. Damay, F.; Klein, L. C. Solid State Ionics 2003, 162-163, 261-67
9. Schmidt-Rohr, K.; Chen, Q. Nat, Mater, 2008, 7, 75-83
10. Arico, A. S.; Srinivasan, S.; Antonucci, V. Fuel Cells 2001, 1, 133-61
11. Prabhuram, J.; Zhao, T. S.; Liang, Z. X.; Yang, H.; Wong, C. W. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A1390-A97
12. Yang, B.; Manthiram, A. Electrochem. Commun. 2004, 6, 231-36.
13. Miyake, N.; Wainright, J. S.; Savinell, R. F. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A905-A09
14. Xiang, Y.; Yang, M.; Zhang, J.; Lan, F.; Lu, S. F. J. Membr. Sci. 2011, 368, 241-45
15. Decher, G. Science 1997, 277, 1232-37
16. Travesset, A. Science 2011, 334, 183-84
17. Arora, H.; Du, P.; Tan, K. W.; Hyun, J. K.; Grazul, J.; Xin, H. L.; Muller, D. A.; Thompson, M. O.; Wiesner, U. Science 2010, 330, 214-19
18. Gazit, E. Nat. Chem. 2010, 2, 1010-11
19. Nedelcu, M.; Guldin, S.; Orilall, M. C.; Lee, J.; Huttner, S.; Crossland, E. J. W.; Warren, S. C.; Ducati, C.; Laity, P. R.; Eder, D.; Wiesner, U.; Steiner, U.; Snaith, H. J. J. Mater. Chem. 2010, 20, 1261-68
20. Crossland, E. J. W.; Nedelcu, M.; Ducati, C.; Ludwigs, S.; Hillmyer, M. A.; Steiner, U.; Snaith, H. J. Nano Lett. 2009, 9, 2813-19
21. Tang, B.; Hu, G. X. J. Power Sources 2012, 220, 95-102
22. Zhang, W. F.; Wang, H. T.; Chen, B. X.; Bi, X. H.; Venkatesan, S.; Qiao, Q. Q.; Yang, S. F. J. Mater. Chem. 2012, 22, 24067-74
23. Kim, J. M.; Lee, G.; Kim, B. H.; Huh, Y. S.; Lee, G. W.; Kim, H. J. Ultrason. Sonochem. 2012, 19, 627-31
24. Huang, Y.; Huang, X. L.; Lian, J. S.; Xu, D.; Wang, L. M.; Zhang, X. B. J. Mater. Chem. 2012, 22, 2844-47
25. Kang, E.; Jung, Y. S.; Kim, G. H.; Chun, J.; Wiesner, U.; Dillon, A. C.; Kim, J. K.; Lee, J. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4349-57
26. Yilmaztürk, S.; Gümüsoglu, T.; Ari, G. A.; Öksüzömer, F.; Deligöz, H. J. Power Sources 2012, 201, 88-94
27. Liu, H. J.; Wang, X. M.; Cui, W. J.; Dou, Y. Q.; Zhao, D. Y.; Xia, Y. Y. J. Mater. Chem. 2010, 20, 4223-30
28. Ji, J. Y.; Jia, Y. J.; Wu, W. G.; Bai, L. L.; Ge, L. Q.; Gu, Z. Z. Colloids Surf,. A 2011, 390, 56-61
29. Wang, D. L.; Lu, S. F.; Xiang, Y.; Jiang, S. P. Appl. Catal. B 2011, 103, 311-17
30. Guo, C. X.; Li, C. M. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4504-07
31. Balach, J.; Bruno, M. M.; Cotella, N. G.; Acevedo, D. F.; Barbero, C. A. J. Power Sources 2012, 199, 386-94
32. Jiang, H.; Zhao, T.; Li, C. Z.; Ma, J. J. Mater. Chem. 2011, 21, 3818-23
33. Xiang, Y.; Lu, S.; Jiang, S. P. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7291-321
34. Tang, H.; Wan, Z.; Pan, M.; Jiang, S. P. Electrochem. Commun. 2007, 9, 2003-08
35. Li, K.; Ye, G. B.; Pan, J. J.; Zhang, H. N.; Pan, M. J. Membr. Sci. 2010, 347, 26-31
36. Farhat, T. R.; Hammond, P. T. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 945-54
37. Nogami, M.; Matsushita, H.; Goto, Y.; Kasuga, T. Adv. Mater. 2000, 12, 1370-72
38. Lu, J.; Tang, H.; Xu, C.; Jiang, S. P. J. Mater. Chem. 2012, 22, 5810-19
39. Gröschel, A. H.; Schacher, F. H.; Schmalz, H.; Borisov, O. V.; Zhulina, E. B.; Walther, A.; Müller, A. H. E. Nat. Commun. 2012, 3, 710.
40. Tang, H. L.; Pan, M.; Mu, S. C.; Yuan, R. Z. Chin. J. Inorg. Chem. 2004, 20, 128-32
41. Tang, H. L.; Luo, Z. P.; Pan, M.; Jiang, S. P.; Liu, Z. C. J. Chem. Res., Synop. 2005, 449-51
42. Tang, H. L.; Pan, M.; Mu, S. C.; Yuan, R. Z. Acta Chim. Sin. 2004, 62, 127-30
43. Tang, H. L.; Pan, M.; Jiang, S. P.; Wan, Z. H.; Yuan, R. Z. Colloids Surf., A 2005, 262, 65-70
44. Tang, H. L.; Pan, M.; Wan, Z. H. J. Appl. Polym. Sci. 2008, 110, 2227-33
45. Tang, H. L.; Pan, M.; Jiang, S. P.; Yuan, R. Z. Mater. Lett. 2005, 59, 3766-70
46. Mu, S. C.; Tang, H. L.; Wan, Z. H.; Pan, M.; Yuan, R. Z. Electrochem. Commun. 2005, 7, 1143-47
47. Wan, Z. H.; Tang, H. L.; Pan, M.; Mu, S. C.; Yuan, R. Z. Rare Met. Mater. Eng. 2007, 36, 134-37
48. Jiang, S. P.; Liu, Z. C.; Tian, Z. Q. Adv. Mater. 2006, 18, 1068+
49. Shao, Z. G.; Xu, H. F.; Li, M. Q.; Hsing, I. M. Solid State Ionics 2006, 177, 779-85
50. Li, Q. F.; He, R. H.; Jensen, J. O.; Bjerrum, N. J. Chem. Mater. 2003, 15, 4896-915
51. Jia, N. Y.; Lefebvre, M. C.; Halfyard, J.; Qi, Z. G.; Pickup, P. G. Electrochem. Solid-State Lett. 2000, 3, 529-31
52. Yilmazturk, S.; Deligoz, H.; Yilmazoglu, M.; Damyan, H.; Oksuzomer, F.; Koc, S. N.; Durmus, A.; Gurkaynak, M. A. J. Membr. Sci. 2009, 343, 137-46
53. Yilmaztürk, S.; Ercan, N.; Deligöz, H. Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 3139-46
54. Kharlampieva, E.; Kozlovskaya, V.; Sukhishvili, S. A. Adv. Mater. 2009, 21, 3053-65
55. Lin, H. D.; Zhao, C. J.; Ma, W. J.; Li, H. T.; Na, H. Int. J. Hydrogen Energy 2009, 34, 9795-801
56. Zhao, C. J.; Lin, H. D.; Zhang, Q. A.; Na, H. Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 10482-88
57. Deligoz, H.; Yilmazturk, S.; Karaca, T.; Ozdemir, H.; Koc, S. N.; Oksuzomer, F.; Durmus, A.; Gurkaynak, M. A. J. Membr. Sci. 2009, 326, 643-49
58. Lutkenhaus, J. L.; Hammond, P. T. Soft Matter 2007, 3, 804-16
59. Xi, J. Y.; Wu, Z. H.; Teng, X. G.; Zhao, Y. T.; Chen, L. Q.; Qiu, X. P. J. Mater. Chem. 2008, 18, 1232-38
60. Yang, M.; Lu, S. F.; Lu, J. L.; Jiang, S. P.; Xiang, Y. Chem. Commun. 2010, 46, 1434-36
61. Xiang, Y.; Hang, J.; Liu, Y.; Guo, Z. B.; Lu, S. F. J. Membr. Sci. 2011, 367, 325-31
62. Zhang, J.; Lan, F.; Liang, D. W.; Xiao, Y. X.; Lu, S. F.; Xiang, Y. J. Membr. Sci. 2011, 382, 350-54
63. Saab, M. B.; Estephan, E.; Cloitre, T.; Legros, R.; Cuisinier, F. J. G.; Zimanyi, L.; Gergely, C. Langmuir 2009, 25, 5159-67
64. Lin, H. D.; Zhao, C. J.; Ma, W. J.; Li, H. T.; Na, H. J. Membr. Sci. 2009, 345, 242-48.
65. Zhang, H. W.; Huang, H. P.; Shen, P. K. Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 6875-79
66. Zawodzinski, T. A.; Springer, T. E.; Davey, J.; Jestel, R.; Lopez, C.; Valerio, J.; Gottesfeld, S. J. Electrochem. Soc. 1993, 140, 1981-85
67. Buchi, F. N.; Scherer, G. G. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A183-A88
68. Buchi, F. N.; Scherer, G. G. J. Electroanal. Chem. 1996, 404, 37-43
69. Motupally, S.; Becker, A. J.; Weidner, J. W. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 3171-77
70. Sone, Y.; Ekdunge, P.; Simonsson, D. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1254-59
71. Cappadonia, M.; Erning, J. W.; Niaki, S. M. S.; Stimming, U. Solid State Ionics 1995, 77, 65-69
72. Ciureanu, M. J. Appl. Electrochem. 2004, 34, 705-14
73. Diat, O.; Gebel, G. Nat. Mater. 2008, 7, 13-14
74. Lashtabeg, A.; Bradley, J. L.; Vives, G.; Drennan, J. Ceram. Int. 2010, 36, 653-59
75. Armatas, G. S.; Salmas, C. E.; Louloudi, M.; Androutsopoulos, G. P.; Pomonis, P. J. Langmuir 2003, 19, 3128-36
76. Dourdain, S.; Gibaud, A. Appl. Phys. Lett. 2005, 87
77. Park, M. J.; Downing, K. H.; Jackson, A.; Gomez, E. D.; Minor, A. M.; Cookson, D.; Weber, A. Z.; Balsara, N. P. Nano Lett. 2007, 7, 3547-52
78. Lu, J. L.; Lu, S. F.; Jiang, S. P. Chem. Commun. 2011, 47, 3216-18
79. Marina, O. A.; Pederson, L. R.; Thomsen, E. C.; Coyle, C. A.; Yoon, K. J. J. Power Sources 2010, 195, 7033-37
80. Lu, J. L.; Fang, Q. H.; Li, S. L.; Jiang, S. P. J. Membr. Sci. 2013, 427, 101-07
81. Zhang, Z. C.; Chalkova, E.; Fedkin, M.; Wang, C. M.; Lvov, S. N.; Komarneni, S.; Chung, T. C. Synthesis and Characterization of Poly(vinylidene fluoride)-g-Sulfonated Polystyrene Graft Copolymers for Proton Exchange Membrane. In Fuel Cell Chemistry and Operation; ACS Symposium Series; Herring, A. M., Zawodzinski, T. A., Hamrock, S. J., Eds.; American Chemical Society: Washington, DC,2010; Vol. 1040 pp 31-48
82. Deluca, N. W.; Elabd, Y. A. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2006, 44, 2201-25
83. Hickner, M. A.; Ghassemi, H.; Kim, Y. S.; Einsla, B. R.; McGrath, J. E. Chem. Rev. 2004, 104, 4587-611
84. Chen, Y. B.; Thorn, M.; Christensen, S.; Versek, C.; Poe, A.; Hayward, R. C.; Tuominen, M. T.; Thayumanavan, S. Nat. Chem. 2010, 2, 503-08
85. Komarov, P. V.; Veselov, I. N.; Chu, P. P.; Khalatur, P. G. Soft Matter 2010, 6, 3939-56
86. Yu, X.; Roy, A.; Dunn, S.; Badami, A. S.; Yang, J.; Good, A. S.; McGrath, J. E. J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2009, 47, 1038-51
87. Goseki, R.; Hayakawa, T.; Kakimoto, M. A.; Tokita, M.; Watanabe, J. J. Photopolym. Sci. Technol. 2007, 20, 771-76
88. Ingratta, M.; Jutemar, E. P.; Jannasch, P. Macromolecules 2011, 44, 2074-83
89. Xu, K.; Li, K.; Khanchaitit, P.; Wang, Q. Chem. Mater. 2007, 19, 5937-45.
90. Izzo, J. R.; Grew, K. N.; Chiu, W. K. S. Proceedings of the 7th International Conference on Fuel Cell Science, Engineering, and Technology 2009, 625-29
91. Choi, W. H.; Jo, W. H. J. Power Sources 2009, 188, 127-31
92. Helfand, E.; Wasserman, Z. R. Macromolecules 1976, 9, 879-88
93. Matsen, M. W.; Bates, F. S. Macromolecules 1996, 29, 1091-98
94. Sisbandini, C.; Every, H. A.; Viale, S.; Mendes, E.; Picken, S. J. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2007, 45, 666-76
95. Rubatat, L.; Li, C. X.; Dietsch, H.; Nykanen, A.; Ruokolainen, J.; Mezzenga, R. Macromolecules 2008, 41, 8130-37
96. Lee, H. C.; Lim, H.; Su, W. F.; Chao, C. Y. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2011, 49, 2325-38
97. Garland, N. L.; Kopasz, J. P. J. Power Sources 2007, 172, 94-99.
98. Asensio, J. A.; Gomez-Romero, P. Fuel Cells 2005, 5, 336-43
99. Hogarth, W. H. J.; da Costa, J. C. D.; Lu, G. Q. J. Power Sources 2005, 142, 223-37
100. 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, 872-91
101. Tang, H. L.; Pan, M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 11556-68
102. Hiemstra, T.; Dewit, J. C. M.; Vanriemsdijk, W. H. J. Colloid Interface Sci. 1989, 133, 105-17
103. Hiemstra, T.; Vanriemsdijk, W. H.; Bolt, G. H. J. Colloid Interface Sci. 1989, 133, 91-104
104. Kreuer, K. D. J. Membr. Sci. 2001, 185, 29-39
105. Wang, Z. B.; Tang, H. L.; Pan, M. J. Membr. Sci. 2011, 369, 250-57
106. Pan, J. J.; Zhang, H. N.; Chen, W.; Pan, M. Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 2796-801
107. Damyanova, S.; Dimitrov, L.; Mariscal, R.; Fierro, J. L. G.; Petrov, L.; Sobrados, I. Appl.Catal. A 2003, 256, 183-97
108. Lu, J. L.; Tang, H. L.; Lu, S. F.; Wu, H. W.; Jiang, S. P. J. Mater. Chem. 2011, 21, 6668-76
109. Tang, H. L.; Pan, M.; Lu, S. F.; Lu, J. L.; Jiang, S. P. Chem. Commun. 2010, 46, 4351-53
110. Tang, H. L.; Pan, M.; Jiang, S. P. Dalton Trans. 2011, 40, 5220-27
111. Tang, H.; Pan, M.; Jiang, S. P. Dalton Trans. 2011, 40, 5220-27
112. Han, W.; Kwan, S. M.; Yeung, K. L. Top. Catal. 2010, 53, 1394-400
113. Smith, J. J.; Zharov, I. Chem. Mater. 2009, 21, 2013-19
114. Yamada, M.; Honma, I. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20486-90
115. Wei, M. L.; Li, H. H.; Wang, X. X.; Wang, J. H. Struct. Chem. 2012, 23, 129-36
116. Cheng, C. C.; Yen, Y. C.; Ko, F. H.; Chu, C. W.; Fan, S. K.; Chang, F. C. J. Mater. Chem. 2012, 22, 731-34
117. Wei, M. L.; Zhuang, P. F.; Wang, J. H.; Wang, X. X. J. Mol. Struct. 2011, 995, 51-57
118. Wei, M. L.; Zhuang, P. F.; Miao, Q. X.; Wang, Y. J. Solid State Chem. 2011, 184, 1472-77.
119. He, R. H.; Li, Q. F.; Xiao, G.; Bjerrum, N. J. J. Membr. Sci. 2003, 226, 169-84
120. Chen, L.; Hallinan, D. T.; Elabd, Y. A.; Hillmyer, M. A. Macromolecules 2009, 42, 6075-85
121. Jin, Y. G.; Qiao, S. Z.; Xu, Z. P.; da Costa, J. C. D.; Lu, G. Q. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 3157-63
122. Oh, I.-H.; Kweon, J. J.; Oh, B. H.; Lee, C. E. J. Korean Phys. Soc. 2008, 53, 3497-99
123. Haile, S. M.; Liu, H.; Secco, R. A. Chem. Mater. 2003, 15, 727-36
124. Nogami, M.; Nagao, R.; Wong, C.; Kasuga, T.; Hayakawa, T. J. Phys. Chem. B 1999, 9468-72
125. Colomer, M. T. J. Power Sources 2011, 196, 8280-85
126. Tong, X.; Zhu, W. M.; Wu, Q. Y.; Qian, X. Y.; Liu, Z.; Yan, W. F.; Gong, J. J. Alloys Compd. 2011, 509, 7768-72
127. Zeng, J.; Jiang, S. P. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11854-63
128. Honma, I.; Yamada, M. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2007, 80, 2110-23
129. Vuillaume, P. Y.; Mokrini, A.; Siu, A.; Theberge, K.; Robitaille, L. Eur. Polym. J. 2009, 45, 1641-51
130. Yamada, M.; Honma, I. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5522-26
131. Murata, T.; Maki, S.; Ohmoto, M.; Miyazaki, E.; Umemoto, Y.; Nakasuji, K.; Morita, Y. CrystEngComm 2011, 13, 6880-84
132. Vilkman, M.; Lankinen, A.; Volk, N.; Kostamo, P.; Ikkala, O. Polymer 2010, 51, 4095-102.