Insight into the Alkaline Stability of N‐Heterocyclic Ammonium Groups for Anion‐Exchange Polyelectrolytes
作者:Nanjun Chen、Yiqi Jin、Haijun Liu、Chuan Hu、Bo Wu、Shaoyi Xu、Hui Li、Jiantao Fan、Young Moo Lee
DOI:10.1002/anie.202105231
日期:2021.8.23
nucleophilic substitution is the dominant degradation pathway in NHAs, while Hofmann elimination is the primary degradation pathway for NHA-based AEMs. Different degradation pathways determine the alkaline stability of NHAs or NHA-based AEMs. AEMFC durability (from 1 A cm−2 to 3 A cm−2) suggests that NHA-based AEMs are mainly subjected to Hofmann elimination under 1 A cm−2 current density for 1000 h, providing
N-杂环铵 (NHA) 基团的碱性稳定性是阴离子交换膜 (AEM) 和 AEM 燃料电池 (AEMFC) 的关键课题。在这里,我们报告了对 24 个代表性 NHA 基团在不同水合数(λ) 在 80 °C。结果表明,含有给电子基团的 γ 取代 NHA 显示出优异的碱性稳定性,而吸电子取代基对耐久的 NHA 有害。密度泛函理论计算和实验结果表明,亲核取代是 NHA 的主要降解途径,而霍夫曼消除是基于 NHA 的 AEM 的主要降解途径。不同的降解途径决定了 NHA 或基于 NHA 的 AEM 的碱性稳定性。AEMFC 耐久性(从 1 A cm -2到 3 A cm -2)表明基于 NHA 的 AEM 主要在 1 A cm -2电流密度下进行 1000 小时的霍夫曼消除,从而深入了解电流密度与λ之间的关系 基于 NHA 的 AEM 的价值和耐久性。