本文選題：質(zhì)子交換膜 + 磺化聚苯醚��； 參考：《工程熱物理學(xué)報(bào)》2017年09期

【摘要】：為了探究磺化聚苯醚(SPPO)用于質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)的性質(zhì),研究了SPPO膜內(nèi)部水和水合氫離子的分子擴(kuò)散特性。構(gòu)建含水量不同的SPPO膜的分子結(jié)構(gòu)模型,采用分子動力學(xué)(MD)研究了平衡態(tài)模型的靜態(tài)結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)元胞的密度隨著含水量的增加而降低;同時(shí)通過分析徑向分布函數(shù)(RDF),發(fā)現(xiàn)在SPPO鏈上的磺酸根上的硫原子周圍有水分子聚集,起到吸水和傳導(dǎo)的作用,水合氫離子也更趨向于聚集在磺酸根附近。通過對分子運(yùn)動軌跡的分析,計(jì)算了水和水合氫離子在SPPO膜內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)D和電導(dǎo)率σ,研究結(jié)果表明,SPPO膜的電導(dǎo)率隨著膜內(nèi)水含量的增加而增加,得到了與實(shí)驗(yàn)符合較好的結(jié)果。
[Abstract]:In order to investigate the properties of sulfonated polyphenylene ether (SPPO) used in proton exchange membrane fuel cell (PEMFCs), the molecular diffusion characteristics of water and hydrated hydrogen ions in SPPO membrane were studied. The molecular structure model of SPPO membrane with different water content was constructed. The static structure of equilibrium state model was studied by molecular dynamics (MD). It was found that the density of cell decreased with the increase of water content. At the same time, by analyzing the radial distribution function (RDF), it is found that water molecules gather around the sulfur atoms on the SPPO chain, which plays the role of water absorption and conduction, and the hydrated hydrogen ions tend to gather near the sulfonic acid radical. The diffusion coefficient D and conductivity 蟽 of water and hydrated hydrogen ions in SPPO films are calculated by analyzing the molecular motion trajectories. The results show that the conductivity increases with the increase of water content in the films. The results are in good agreement with the experimental results.
【作者單位】： 中國石油大學(xué)(北京)理學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.11405272) 中國石油大學(xué)(北京)科研基金資助項(xiàng)目(No.2462013YJRC02)
【分類號】：TM911.4;TQ425.236

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本文編號：1941097