鎢酸氧化鈦納米管提高燃料電池性能

在工業應用中，鎢酸氧化鈦納米管提高燃料電池性能。研究人員使用芬頓試劑法來估計鎢酸氧化鈦納米功能化磺化聚醚醚酮（SPEEK）膜的化學氧化穩定性，膜的化學氧化穩定性是對燃料電池的耐久性和性能的關鍵要求之一，純SPEEK和所有制造的複合材料的膜在芬頓試劑中浸泡144小時後，其重量損失小於4%，這表明其化學穩定性良好。膜的穩定性下降可能是由於SPEEK聚合物鏈的醚鍵斷裂造成的。

SPEEK和SPEEK 6% W-TNT在一個自製的帶有Pt電極的燃料電池中的極化曲線，該燃料電池在80℃下運行。性能研究表明，SPEEK 6% W-TNT顯示了比SPEEK膜（0.845 V）更高的OCV（0.945 V），這是因為複合膜比純SPEEK更密，可能會降低燃料交叉行為。

SPEEK 6% W-TNT的功率密度和電流密度分別為352 mW cm^-2和690 mA cm^-2。而SPEEK膜顯示功率密度為245 mW cm^-2，電流密度為540 mA cm^-2。SPEEK 6% W-TNT膜較高的氫氧化物電導率可能是由於存在額外的離子交換位點和增加水的吸收程度，從而導致更高的燃料電池性能。

在燃料電池設置中測試時，複合膜SPEEK 6% W-TNT表現出352 mW cm^-2的最大功率密度。超過6wt%的W-TNT填料，納米管的聚集和阻擋效應降低了質子傳導率。結果表明，在SPEEK基體中加入W-TNT填料後，由於改善了活性位點的表面積（質子化）、吸水率、離子交換能力和質子傳導性，燃料電池的性能得到了提高。

因此，研究表明，在複合膜中使用空心性質的鎢酸氧化鈦納米管以及粘合的離子交換基團（鎢酸）作為填料，協助Grotthuss和跳躍機制的離子傳導，形成了PEMFCs的優秀電解質。

參考文獻：Elumalai V, Deenadhayalan T, Kathleen Asitha A, et al. Preparation of tungstic acid functionalized titanium oxide nanotubes and its effect on proton exchange membrane fuel cell[J]. SN Applied Sciences, 2019, 1(4): 1-12.

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