碱性固体燃料电池碱性聚合物电解质膜的最新研究进展

doi:10.3866/PKU.WHXB201406171

Abstract

Abstract:

Alkaline polymer electrolyte membrane fuel cell (APEMFC) has received much recent attention, primarily motivated by their fast dynamics and independence on expensive Pt-based electrocatalysts. As one of vital components of APEMFC, the alkaline polymer membrane directly influences their performance and cost. However, to date, no alkaline membrane has provided a satisfactory benchmark for use in APEMFC. Therefore, intensive efforts have been made to pursue desirable polymer membrane materials. In this article, the research progress over the last 3 years on state-of-the-art alkaline polymer electrolyte membranes for APEMFC is reviewed, including various synthesis strategies, structure-property relationships, water management, and ex situ and in situ stability tests. More specifically, some new metal- cation- based anion exchange membranes, such as ruthenium-complex-based and crown-ether-based anion exchange membranes, are commented on for the first time. Furthermore, future development prospects are also predicted.

Key words: Alkaline solid fuel cell, Alkaline polymer electrolyte membrane, Anion exchange membrane, Composite membrane, Non-Pt catalyst

HOU Hong-Ying. Recent Research Progress in Alkaline Polymer Electrolyte Membranes for Alkaline Solid Fuel Cells[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30(8), 1393-1407. doi: 10.3866/PKU.WHXB201406171

References

(1) Hou, H.; Di Vona, M. L.; Liu, X.; Sgreccia, E.; Chailan, J. F.; Knauth, P. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 3346. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.12.019
(2) Hou, H.; Di Vona, M. L.; Knauth, P. ChemSusChem 2011, 4, 1526. doi: 10.1002/cssc.v4.11
(3) Hou, H.; Di Vona, M. L.; Knauth, P. J. Membr. Sci. 2012, 423-423, 113.
(4) Jiang, Q.; Jiang, L.; Hou, H.; Qi, J.; Wang, S.; Sun, G. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 19714. doi: 10.1021/jp1039755
(5) Yin, J.; Shan, S.; Ng, M. S.; Yang, L.; Mott, D.; Fang, W.; Kang, N.; Luo, J.; Zhong, C. Langmuir 2013, 29, 9249. doi: 10.1021/la401839m
(6) Robertson, N. J.; Kostalik, H. A., IV; Clark, T. J.; Mutolo, P. F.; Abruna, H. D.; Coates, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3400. doi: 10.1021/ja908638d
(7) Liu, J. P.; Ye, J. Q.; Xu, C. W.; Jiang, S. P.; Tong, Y. X. Electrochem. Commun. 2007, 9, 2334. doi: 10.1016/j.elecom.2007.06.036
(8) Wu, X.; Scott, K. J. Power Sources 2012, 206, 14. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.12.052
(9) Li, X.; Popov, B. N.; Kawahara, T.; Yanagi, H. J. Power Sources 2011, 196, 1717. doi: 10.1016/j.jpowsour.2010.10.018
(10) Xiang, F.; Shen, P. K. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1933. [方翔,沈培康.物理化学学报, 2009, 25, 1933.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090918
(11) Yang, Y. Y.; Ren, J.; Zhang, H. X.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G.; Cai, W. B. Langmuir 2013, 29, 1709. doi: 10.1021/la305141q
(12) Ma, L.; He, H.; Hsu, A.; Chen, R. J. Power Sources 2013, 241, 696. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.04.051
(13) Ohyama, J.; Sato, T.; Satsuma, A. J. Power Sources 2013, 225, 311. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.10.051
(14) Varcoe, J. R.; Slade, R. C. T.; Wright, G. L.; Chen, Y. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 21041. doi: 10.1021/jp064898b
(15) Zhang, Z.; Xin, L.; Li, W. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 9292.
(16) Guo, J.; Zhou, J.; Chu, D.; Chen, R. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 4006. doi: 10.1021/jp310655y
(17) Wang, Z.; Xin, L.; Zhao, X.; Qiu, Y.; Zhang, Z.; Baturina, O. A.; Li, W. Renewable Energy 2014, 62, 556. doi: 10.1016/j.renene.2013.08.005
(18) Mamlouk, M.; Kumar, S. M. S.; Gouerec, P.; Scott, K. J. Power Sources 2011, 196, 7594. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.04.045
(19) Qiao, J.; Xu, L.; Liu, Y.; Xu, P.; Shi, J.; Liu, S.; Tian, B. Electrochim. Acta 2013, 96, 298. doi: 10.1016/j.electacta.2013.02.030
(20) Heli, H.; Jafarian, M.; Mahjani, M. G.; Gobal, F. Electrochim. Acta 2004, 49, 4999. doi: 10.1016/j.electacta.2004.06.015
(21) Sakamoto, T.; Asazawa, K.; Yamada, K.; Tanaka, H. Catalysis Today 2011, 164, 181. doi: 10.1016/j.cattod.2010.11.012
(22) Verma, A.; Jha, A. K.; Basu, S. J. Power Sources 2005, 141, 30. doi: 10.1016/j.jpowsour.2004.09.005
(23) Rao, C. V.; Ishikawa, Y. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 4340. doi: 10.1021/jp210840a
(24) Huang, D.; Zhang, B.; Zhang, Y.; Zhan, F.; Xu, X.; Shen, Y.; Wang, M. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 1415. doi: 10.1039/c2ta00552b
(25) Yang, S.; Feng, X.; Wang, X.; Müllen, K. Angew. Chem. Int. Edit. 2011, 50, 5339. doi: 10.1002/anie.201100170
(26) Chen, P.; Xiao, T.; Qian, Y.; Li, S.; Yu, S. Adv. Mater. 2013, 25, 3192. doi: 10.1002/adma.201300515
(27) Li, Y. S.; Zhao, T. S. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 15334. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.07.119
(28) Wang, Y.; Li, L.; Hu, L.; Zhuang, L.; Lu, J. T.; Xu, B. Q. Electrochem. Commun. 2003, 5, 662. doi: 10.1016/S1388-2481(03)00148-6
(29) Bahrami, H.; Faghri, A. J. Power Sources 2012, 218, 286. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.06.057
(30) Bambagioni, V.; Bianchini, C.; Marchionni, A.; Filippi, J.; Vizza, F.; Teddy, J.; Serp, P.; Zhiani, M. J. Power Sources 2009, 190, 241. doi: 10.1016/j.jpowsour.2009.01.044
(31) Ilie, A.; Simoes, M.; Baranton, S.; Coutanceau, C.; Martemianov, S. J. Power Sources 2011, 196, 4965. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.02.003
(32) Zhang, Z.; Xin, L.; Li, W. Appl. Catal. B: Environ. 2012, 119-120, 40.
(33) Bartrom, A. M.; Haan, J. L. J. Power Sources 2012, 214, 68. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.04.032
(34) Suzuki, S.; Muroyama, H.; Matsui, T.; Eguchi, K. J. Power Sources 2012, 208, 257. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.02.043
(35) Sakamoto, T.; Asazawa, K.; Chinchilla, J. S.; Martinez, U.; Halevi, B.; Atanassov, P.; Strasser, P.; Tanaka, H. J. Power Sources 2014, 247, 605. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.08.107
(36) Qiao, J.; Fu, J.; Liu, L.; Zhang, J.; Xie, J.; Li, G. Solid State Ionics 2012, 214, 6. doi: 10.1016/j.ssi.2012.02.059
(37) Xia, Z.; Yuan, S.; Jiang, G.; Guo, X.; Fang, J.; Liu, L.; Qiao, J.; Yin, J. J. Membr. Sci. 2012, 390-391, 152.
(38) Couture, G.; Alaaeddine, A.; Boschet, F.; Ameduri, B. Prog. Polym. Sci. 2011, 36, 1521. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2011.04.004
(39) Merle, G.; Wessling, M.; Nijmeijer, K. J. Membr. Sci. 2011, 377, 1. doi: 10.1016/j.memsci.2011.04.043
(40) Zha, Y.; Miller, M. L. D.; Johnson, Z. D.; Hickner, M. A.; Tew, G. N. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4493. doi: 10.1021/ja211365r
(41) Huo, S.; Deng, H.; Chang, Y.; Jiao, K. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 18389. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.09.074
(42) Kang, S.; Jung, D.; Shin, J.; Lim, S.; Kim, S. K.; Shul, Y.; Peck, D. H. J. Membr. Sci. 2013, 447, 36. doi: 10.1016/j.memsci.2013.07.005
(43) Fujimoto, C.; Kim, D. S.; Hibbs, M.; Wrobleski, D.; Kim, Y. S. J. Membr. Sci. 2012, 423-424, 438.
(44) Piana, M.; Boccia, M.; Filpi, A.; Flammia, E.; Miller, H. A.; Orsini, M.; Salusti, F.; Santiccioli, S.; Ciardelli, F.; Pucci, A. J. Power Sources 2010, 195, 5875. doi: 10.1016/j.jpowsour.2009.12.085
(45) Li, Y. S.; Zhao, T. S.; Liang, Z. X. J. Power Sources 2009, 190, 223. doi: 10.1016/j.jpowsour.2009.01.055
(46) Deng, H.; Huo, S.; Chang, Y.; Zhou, Y.; Jiao, K. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 6509. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.03.045
(47) Jung, H.; Fujii, K.; Tamaki, T.; Ohashi, H.; Ito, T.; Yamaguchi, T. J. Membr. Sci. 2011, 373, 107. doi: 10.1016/j.memsci.2011.02.044
(48) Gu, S.; Cai, R.; Yan, Y. Chem. Commun. 2011, 47, 2856. doi: 10.1039/c0cc04335d
(49) Gu, S.; Cai, R.; Luo, T.; Chen, Z.; Sun, M.; Liu, Y.; He, G.; Yan, Y. Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48, 6499. doi: 10.1002/anie.v48:35
(50) Yazicigil, Z.; Oztekin, Y. Desalination 2006, 190, 71. doi: 10.1016/j.desal.2005.07.016
(51) Grekovich, A. L.; Mikhelson, K. N. J. Electroanal. 2002, 14, 1391. doi: 10.1002/1521-4109(200211)14:19/20<1391::AIDELAN1391> 3.0.CO;2-S
(52) Koo, J. S.; Kwak, N. S.; Hwang, T. S. J. Membr. Sci. 2012, 423-424, 293.
(53) Wang, Z. X.; Luo, Y. B.; Yu, P. J. Membr. Sci. 2006, 280, 134. doi: 10.1016/j.memsci.2006.01.015
(54) Hwang, G. J.; Ohya, H. J. Membr. Sci. 1997, 32, 55.
(55) Zhang, M.; Kim, H. K.; Chalkova, E.; Mark, F.; Lvov, S. N.; Chung, T. C. M. Macromolecules 2011, 44, 5937. doi: 10.1021/ma200836d
(56) Noonan, K. J. T.; Hugar, K. M.; Kostalik, H. A., IV; Lobkovsky, E. B.; Abrun, H. D.; Coates, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18161. doi: 10.1021/ja307466s
(57) He, Q.; Ren, X. J. Power Sources 2012, 220, 373. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.07.039
(58) Kim, J. H.; Kim, H. K.; Hwang, K. T.; Lee, J. Y. Int. J. Hydrog. Energy 2010, 35, 768. doi: 10.1016/j.ijhydene.2009.10.100
(59) Prakash, G. K. S.; Krause, F. C.; Viva, F. A.; Narayanan, S. R.; Olah, G. A. J. Power Sources 2011, 196, 7967. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.05.056
(60) Leng, Y. J.; Chen, G.; Mendoza, A. J.; Tighe, T. B.; Hickner, M. A.; Wang, C. Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9054. doi: 10.1021/ja302439z
(61) Li, Y. S.; He, Y. L.; Yang, W. W. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 13427. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.07.042
(62) Wang, X.; McClure, J. P.; Fedkiw, P. S. Electrochim. Acta 2012, 79, 126. doi: 10.1016/j.electacta.2012.06.098
(63) Giffin, G. A.; Lavina, S.; Pace, G.; Di Noto V. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23965. doi: 10.1021/jp3094879
(64) Follain, N.; Roualdes, S.; Marais, S.; Frugier, J.; Reinholdt, M. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 8510. doi: 10.1021/jp2109835
(65) Scott, K.; Yu, E.; Vlachogiannopoulos, G.; Shivare, M.; Duteanu, N. J. Power Sources 2008, 175, 452. doi: 10.1016/j.jpowsour.2007.09.027
(66) Frenzel, I.; Holdik, H.; Stamatialis, D.; Pourcelly, G.; Wessling, M. J. Membr. Sci. 2005, 261, 49. doi: 10.1016/j.memsci.2005.03.031
(67) Aarnio, A. S.; Hietala, S.; Rauhala, T.; Kallio, T. J. Power Sources 2011, 196, 6153. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.03.028
(68) Li, Y. S.; Zhao, T. S.; Yang, W. W. Int. J. Hydrog. Energy 2010, 35, 5656.
(69) Matsuoka, K.; Iriyama, Y.; Abe, T.; Matsuoka, M.; Ogumi, Z. J. Power Sources 2005, 150, 27. doi: 10.1016/j.jpowsour.2005.02.020
(70) Li, Y. S.; Zhao, T. S.; Liang, Z. X. J. Power Sources 2009, 187, 387. doi: 10.1016/j.jpowsour.2008.10.132
(71) Li, Y. S.; Zhao, T. S. Int. J. Hydrog. Energy 2011, 36, 7707. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.03.090
(72) Li, Y. S.; Zhao, T. S. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 4413. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.11.086
(73) Shen, S. Y.; Zhao, T. S.;Wu, Q. X. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 575. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.09.077
(74) Suzuki, S.; Muroyama, H.; Matsui, T.; Eguchi, K. Electrochim. Acta 2013, 88, 552. doi: 10.1016/j.electacta.2012.10.105
(75) Li, Y. S.; Zhao, T. S.; Chen, R. J. Power Sources 2011, 196, 133. doi: 10.1016/j.jpowsour.2010.06.111
(76) Cao, Y. C.; Wang, X.; Scott, K. J. Power Sources 2012, 201, 226. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.10.113
(77) Price, S. C.; Ren, X.; Jackson, A. C.; Ye, Y.; Elabd, Y. A.; Beyer, F. L. Macromolecules 2013, 46, 7332. doi: 10.1021/ma400995n
(78) Tripathi, B. P.; Kumar, M.; Shahi, V. K. J. Membr. Sci. 2010, 360, 90. doi: 10.1016/j.memsci.2010.05.005
(79) Tanaka, M.; Koike, M.; Miyatake, K.; Watanabe, M. Macromolecules 2010, 43, 2657. doi: 10.1021/ma902479d
(80) Li, N.; Zhang, Q., Wang, C.; Lee, Y. M.; Guiver, M. D. Macromolecules 2012, 45, 2411. doi: 10.1021/ma202681z
(81) Wang, J.; Wang, J.; Li, S.; Zhang, S. J. Membr. Sci. 2011, 368, 246. doi: 10.1016/j.memsci.2010.11.058
(82) Mamlouk, M.; Scott, K.; Horsfall, J. A.; Williams, C. Int. J. Hydrog. Energy 2011, 36, 7191. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.03.074
(83) Zhang, J.; Qiao, J.; Jiang, G.; Liu, L.; Liu, Y. J. Power Sources 2013, 240, 359. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.03.162
(84) Tanaka, M.; Koike, M.; Miyatake, K.; Watanabe, M. Polym. Chem. 2011, 2, 99. doi: 10.1039/c0py00238k
(85) Sun, L.; Guo, J.; Zhou, J.; Xu, Q.; Chu, D.; Chen, R. J. Power Sources 2012, 202, 70. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.11.023
(86) Lee, K. M.; Wycisk, R.; Litt, M.; Pintauro, P. N. J. Membr. Sci. 2011, 383, 254. doi: 10.1016/j.memsci.2011.08.062
(87) Maesa, A. M.; Pandeya, T. P.; Vandiver, M. A.; Lundquist, L. K.; Yang, Y.; Horan, J. L.; Krosovsky, A.; Liberatore, M. W.; Seifert, S.; Herring, A. M. Electrochim. Acta 2013, 110, 260. doi: 10.1016/j.electacta.2013.04.033
(88) Zeng, L.; Tang, Z. K.; Zhao, T. S. Appl. Energy 2014, 115, 405. doi: 10.1016/j.apenergy.2013.11.039
(89) Li, X.; Yu, Y.; Liu, Q.; Meng, Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 3627. doi: 10.1021/am3007005
(90) Zhou, J.; Guo, J.; Chu, D.; Chen, R. J. Power Sources 2012, 219, 272. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.07.051
(91) Zeng, Q. H.; Liu, Q. L.; Broadwell, I.; Zhu, A. M.; Xiong, Y.; Tu, X. P. J. Membr. Sci. 2010, 349, 237. doi: 10.1016/j.memsci.2009.11.051
(92) Seo, D. W.; Lim, Y. D.; Hossain, M. A.; Lee, S. H.; Lee, H. C.; Jang, H. H.; Choi, S. Y.; Kim, W. G. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 38, 579.
(93) Abuin, G. C.; Nonjola, P.; Franceschini, E. A.; Izraelevitch, F. H.; Mathe, M. K.; Corti, H. R. Int. J. Hydrog. Energy 2010, 35, 5849. doi: 10.1016/j.ijhydene.2009.12.128
(94) Seo, D. W.; Hossain, M. A.; Lee, D. H.; Lim, Y. D.; Lee, S. H.; Lee, H. C.; Hong, T. W.; Kim, W. G. Electrochim. Acta 2012, 86, 360. doi: 10.1016/j.electacta.2012.04.065
(95) Zhao, Z.; Gong, F.; Zhang, S.; Li, S. J. Power Sources 2012, 218, 368. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.07.011
(96) Zarrin, H.; Wu, J.; Fowler, M.; Chen, Z. J. Membr. Sci. 2012, 394-395, 193.
(97) Wang, G.; Weng, Y.; Chu, D.; Chen, R.; Xie, D. J. Membr. Sci. 2009, 332, 63.
(98) Hossain, M. A.; Lim, Y.; Lee, S.; Jang, H.; Choi, S.; Jeon, Y.; Lim, J.; Kim, W. G. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39, 2731.
(99) Li, X.; Yu, Y.; Liu, Q.; Meng, Y. J. Membr. Sci. 2013, 436, 202. doi: 10.1016/j.memsci.2013.02.041
(100) Tanaka, M.; Fukasawa, K.; Nishino, E.; Yamaguchi, S.; Yamada, K.; Tanaka, H.; Bae, B.; Miyatake, K.; Watanabe, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10646. doi: 10.1021/ja204166e
(101) Park, D. Y.; Kohl, P. A.; Beckham, H. W. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 15468. doi: 10.1021/jp311987v
(102) Zeng, L.; Zhao, T. S. Electrochem. Commun. 2013, 34, 278. doi: 10.1016/j.elecom.2013.07.015
(103) Mahendiravarman, E.; Sangeetha, D. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 2471.
(104) Yan, X.; He, G.; Gu, S.; Wu, X.; Du, L.; Zhang, H. J. Membr. Sci. 2011, 375, 204. doi: 10.1016/j.memsci.2011.03.046
(105) Yan, X.; He, G.; Gu, S.; Wu, X.; Du, L.; Wang, Y. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 5216. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.12.069
(106) Yan, X.; Wang, Y.; He, G.; Hu, Z.;Wu, X. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 38, 7964;.
(107) Lu, W.; Shao, Z.; Zhang, G.; Li, J.; Zhao, Y.; Yi, B. Solid State Ionics 2013, 245-246, 8.
(108) Lu, W.; Shao, Z.; Zhang, G.; Zhao, Y.; Li, J.; Yi, B. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 9285. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.05.070
(109) Vinodh, R.; Purushothaman, M.; Sangeetha, D. Int. J. Hydrog. Energy 2011, 36, 291.
(110) Wang, X.; Li, M.; Golding, B. T.; Sadeghi, M.; Cao, Y.; Yu, E. H.; Scott, K. Int. J. Hydrog. Energy 2011, 36, 10022. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.05.054
(111) Jasti, A.; Prakash, S.; Shahi, V. K. J. Membr. Sci. 2013, 428, 470. doi: 10.1016/j.memsci.2012.11.016
(112) Han, J.; Peng, H.; Pan, J.; Wei, L.; Li, G.; Chen, C.; Xiao, L.; Lu, J.; Zhuang, L. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 5, 13405.
(113) Mamlouk, M.; Scott, K. J. Power Sources 2012, 211, 140-146. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.03.100
(114) Luo, Y.; Guo, J.; Liu, Y.; Shao, Q.; Wang, C.; Chu, D. J. Membr. Sci. 2012, 423-424, 209.
(115) Danks, T. N.; Slade, R. C. T.; Varcoe, J. R. J. Mater. Chem. 2003, 13, 712. doi: 10.1039/b212164f
(116) Ko, B. S.; Sohn, J. Y.; Shin, J. Polymer 2012, 53, 4652. doi: 10.1016/j.polymer.2012.08.002
(117) Fang, J.; Yang, Y.; Lu, X.; Ye, M.; Li, W.; Zhang, Y. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 594. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.09.112
(118) Varcoe, J. R.; Slade, R. C. T. Eletrochem. Commun. 2006, 8, 839. doi: 10.1016/j.elecom.2006.03.027
(119) Liu, H.; Yang, S.; Wang, S.; Fang, J.; Jiang, L.; Sun, G. J. Membr. Sci. 2011, 369, 277. doi: 10.1016/j.memsci.2010.12.002
(120) Liu, H.; Wang, S. L.; Jiang, L. H.; Sun, G. Q. Scienta Sinica Chimica 2011, 41, 1857. [柳鹤,王素力, 姜鲁华,孙公权. 中国科学: 化学, 2011, 41, 1857.] doi: 10.1360/032011-590
(121) Zikewski, J. P.; Mudri, N. H.; Varcoe, J. R. Phys. Chem. 2013, 89, 64.
(122) Poynton, S. D.; Kizewski, J. P.; Slade, R. C. T.; Varcoe, J. R. Solid State Ionics 2010, 181, 219. doi: 10.1016/j.ssi.2009.01.019
(123) Mamlouk, M.; Horsfall, J. A.; Williams, C.; Scott, K. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 11912. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.05.117
(124) Ko, B. S.; Sohn, J. Y.; Nho, Y. C.; Shin, J. Nuclear Instruments Methods in Physics Research B 2011, 269, 2509. doi: 10.1016/j.nimb.2011.07.022
(125) Ameduri, B. Chem. Rev. 2009, 109, 6632. doi: 10.1021/cr800187m
(126) Mamlouk, M.; Horsfall, J. A.; Williams, C.; Scott, K. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 11912. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.05.117
(127) Sherazi, T. A.; Sohn, J. Y.; Lee, Y. M.; Guiver, M. D. J. Membr. Sci. 2013, 441, 148. doi: 10.1016/j.memsci.2013.03.053
(128) Hu, J.; Zhang, C.; Jiang, L.; Fang, S.; Zhang, X.; Wang, X.; Meng, Y. J. Power Sources 2014, 248, 831. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.09.099
(129) Hu, J.; Zhang, C.; Cong, J.; Toyoda, H.; Nagatsu, M.; Meng, Y. J. Power Sources 2011, 196, 4483. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.01.034
(130) Lin, X.; Liu, Y.; Poynton, S. D.; Ong, A. L.; Varcoe, J. R.;Wu, L.; Li, Y.; Liang, X.; Li, Q.; Xu, T. J. Power Sources 2013, 233, 259. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.01.059
(131) Sudre, G.; Inceoglu, S.; Cotanda, P.; Balsara, N. P. Macromolecules 2013, 46, 1519. doi: 10.1021/ma302357k
(132) Hu, J.; Meng, Y.; Zhang, C.; Fang, S. Thin Solid Films 2011, 519, 2155. doi: 10.1016/j.tsf.2010.11.028
(133) Zhang, C.; Hu, J.; Cong, J.; Zhao, Y.; Shen, W.; Toyoda, H.; Nagatsu, M.; Meng, Y. J. Power Sources 2011, 196, 5386. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.02.073
(134) Zhang, Y.; Fang, J.; Wu, Y.; Xu, H.; Chi, X.; Li, W., Yang, Y.; Yan, G.; Zhuang, Y. J. Colloid Interface Sci. 2102, 381, 59.
(135) Xu, H.; Fang, J.; Guo, M.; Lu, X.; Wei, X.; Tu, S. J. Membr. Sci. 2010, 354, 206. doi: 10.1016/j.memsci.2010.02.028
(136) Lu, W.; Shao, Z. G.; Zhang, G.; Zhao, Y.; Yi, B. J. Power Sources 2014, 248, 905. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.08.141
(137) Wu, L.; Zhou, G.; Liu, X.; Zhang, Z.; Li, C.; Xu, T. J. Membr. Sci. 2011, 371, 155. doi: 10.1016/j.memsci.2011.01.036
(138) Lin, X.; Gong, M.; Liu, Y.; Wu, L.; Li, Y.; Liang, X.; Li, Q.; Xu, T. J. Membr. Sci. 2013, 425-426, 190.
(139) Henkensmeier, D.; Cho, H.; Brela, M.; Michalak, A.; Dyck, A.; Germe, W.; Duong, N. M. H.; Jang, J. H.; Kim, H. J.; Woo, N. S.; Lim, T. H. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39, 2842.
(140) Hou, H.; Wang, S.; Liu, H.; Sun, L.; Jin, W.; Jing, M.; Jiang, L.; Sun, G. Int. J. Hydrog. Energy 2011, 35, 11955.
(141) Wang, J.; He, R.; Che, Q. J. Colloid Interface Sci. 2011, 361, 219. doi: 10.1016/j.jcis.2011.05.039
(142) Wan, Y.; Peppley, B.; Creber, K. A. M.; Bui, V. T. J. Power Sources 2010, 195, 3785. doi: 10.1016/j.jpowsour.2009.11.123
(143) Wang, J.; Wang, J.; Zhang, S. J. Membr. Sci. 2012, 415-416, 205.
(144) Zhang, Q.; Zhang, Q.; Wang, J.; Zhang, S.; Li, S. Polymer 2010, 51, 5407. doi: 10.1016/j.polymer.2010.09.049
(145) Qiu, B.; Lin, B.; Si, Z.; Qiu, L.; Chu, F.; Zhao, J.; Yan, F. J. Power Sources 2012, 217, 329. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.06.041
(146) Kim, D.; Labouriau, A.; Guiver, M. D.; Kim, Y. Chem. Mater. 2011, 23, 3795. doi: 10.1021/cm2016164
(147) Yan, X.; Gu, S.; He, G.; Wu, X.; Benziger, J. J. Power Sources 2014, 250, 90. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.10.140
(148) Liu, L.; Li, Q.; Dai, J.; Wang, H.; Jin, B.; Bai, R. J. Membr. Sci. 2014, 453, 52. doi: 10.1016/j.memsci.2013.10.054
(149) Zhang, H.; Ohashi, H.; Tamaki, T.; Yamaguchi, T. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 7650. doi: 10.1021/jp211084b
(150) Ye, Y.; Sharick, S.; Davis, E. M.; Winey, K. I.; Elabd, Y. A. ACS Macro. Lett. 2013, 2, 575. doi: 10.1021/mz400210a
(151) Ye, Y.; Elabd, Y. A. Macromolecules 2011, 44, 8494. doi: 10.1021/ma201864u
(152) Lin, B.; Qiu, L.; Lu, J.; Yan, F. Chem. Mater. 2010, 22, 6718. doi: 10.1021/cm102957g
(153) Lin, B.; Qiu, L.; Qiu, B.; Peng, Y.; Yan, F. Macromolecules 2011, 44, 9642. doi: 10.1021/ma202159d
(154) Guo, M.; Fang, J.; Xu, H.; Li, W.; Lu, X.; Lan, C.; Li, K. J. Membr. Sci. 2010, 362, 97. doi: 10.1016/j.memsci.2010.06.026
(155) Li, X.; Yu, Y.; Liu, Q.; Meng, Y. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 11067. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.01.006
(156) Hu, Q.; Shang, Y.; Wang, Y.; Xu, M.; Wang, S.; Xie, X. G.; Liu, Y.; Zhang, H.; Wang, J.; Mao, Z. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 12659. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.05.077
(157) Chen, D.; Hickner, M. A. Macromolecules 2013, 46, 9270. doi: 10.1021/ma401620m
(158) Yan, J.; Hickner, M. A. Macromolecules 2010, 43, 2349. doi: 10.1021/ma902430y
(159) Xu, S.; Zhang, G.; Zhang, Y.; Zhao, C.; Ma, W.; Sun, H.; Zhang, N.; Zhang, L.; Jiang, H.; Na, H. J. Power Sources 2012, 209, 228. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.02.076
(160) Katzfub, A.; Gogel, V.; Jorissen, L.; Kerres, J. J. Membr. Sci. 2013, 425-426, 131.
(161) Tanaka, M.; Koike, M.; Miyatake, K.; Watanabe, M. Polym. Chem. 2011, 2, 99. doi: 10.1039/c0py00238k
(162) Wang, W.; Wang, S.; Li, W.; Xie, X.; Lv, Y. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 11045. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.03.166
(163) Rao, A. H. N.; Thankamony, R. L.; Kim, H. J.; Nam, S.; Kim, T. H. Polymer 2013, 54, 111. doi: 10.1016/j.polymer.2012.11.023
(164) Li, C.; Wang, S.; Wang, W.; Xie, X.; Lv, Y.; Deng, C. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 11038.
(165) Li, N.; Leng, Y.; Hickner, M. A.; Wang, C. Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10124. doi: 10.1021/ja403671u
(166) Zhao, C. H.; Gong, Y.; Liu, Q. L.; Zhang, Q. G.; Zhu, A. M. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 11383. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.04.163
(167) Shen, K.; Pang, J.; Feng, S.; Wang, Y.; Jiang, Z. J. Membr. Sci. 2013, 440, 20.
(168) Lin, X.; Wu, L.; Liu, Y.; Ong, A. L.; Poynton, S. D.; Varcoe, J. R.; Xu, T. J. Power Sources 2012, 217, 373. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.05.062
(169) Lin, X.; Liang, X.; Poynton, S. D.; Varcoe, J. R.; Ong, A. L.; Ran, J.; Li, Y.; Li, Q.; Xu, T. J. Membr. Sci. 2013, 443, 193. doi: 10.1016/j.memsci.2013.04.059
(170) Ye, L.; Zhai, L.; Fang, J.; Liu, J.; Li, C.; Guan, R. Solid State Ionics 2013, 240, 1. doi: 10.1016/j.ssi.2013.03.019
(171) Yang, C. C.; Chiu, S. S.; Kuo, S. C.; Liou, T. H. J. Power Sources 2012, 199, 37. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.10.020
(172) Wang, J.; Li, S.; Zhang, S. Macromolecules 2010, 43, 3890. doi: 10.1021/ma100260a
(173) Chen, D.; Hickner, M. A. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 5775. doi: 10.1021/am301557w
(174) Long, H.; Kim, K.; Pivovar, B. S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 9419. doi: 10.1021/jp3014964
(175) Kim, D. S.; Fujimoto, C. H.; Hibbs, M. R.; Labouriau, A.; Choe, Y. K.; Kim, Y. S. Macromolecules 2013, 46, 7826. doi: 10.1021/ma401568f
(176) Luo, Y.; Guo, J.; Wang, C.; Chu, D. Electrochem. Commun. 2012, 16, 65. doi: 10.1016/j.elecom.2012.01.005
(177) Pan, J.; Chen, C.; Zhuang, L.; Lu, J. Accounts Chem. Res. 2012, 45, 473. doi: 10.1021/ar200201x
(178) Nonjola, P. T.; Mathe, M. K.; Modibedi, R. M. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 5115. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.02.028
(179) Wu, Y.; Wu, C.; Varcoe, J. R.; Poynton, S. D.; Xu, T.; Fu, Y. J. Power Sources 2010, 195, 3069. doi: 10.1016/j.jpowsour.2009.11.118
(180) XU, T. W.;Wu, Y. H.; Luo, J. X. Membrane Science Technology 2011, 31, 192. [徐铜文,吴永会, 罗婧艺. 膜科学与技术, 2011, 31, 192.]
(181) Li, X.; Yu, Y.; Meng, Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 1414. doi: 10.1021/am302844x
(182) Zhou, T.; Zhang, J.; Qiao, J.; Liu, L.; Jiang, G.; Zhang, J.; Liu, Y. J. Power Sources 2013, 227, 291. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.11.041
(183) Zhou, T.; Zhang, J.; Fu, J.; Jiang, G.; Zhang, J.; Qiao, J. Synthetic Metals 2013, 167, 43. doi: 10.1016/j.synthmet.2013.02.008
(184) Qiao, J.; Fu, J.; Liu, L.; Liu, Y. ; Sheng, J. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 4580. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.06.038
(185) Zhao, Y.; Yu, H.; Xing, D.; Lu, W.; Shao, Z.; Yi, B. J. Membr. Sci. 2012, 421-422, 311.
(186) Guo, T. Y.; Zeng, Q. H.; Zhao, C. H.; Liu, Q. L.; Zhu, A. M.; Broadwell, I. J. Membr. Sci. 2011, 371, 268. doi: 10.1016/j.memsci.2011.01.043
(187) Cao, Y. C.; Scott, K.; Wang, X. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 12689.
(188) Maurya, S.; Shin, S. H.; Kim, M. K.; Yun, S. H.; Moon, S. H. J. Membr. Sci. 2013, 443, 28. doi: 10.1016/j.memsci.2013.04.035
(189) Zhao, Y.; Pan, J.; Yu, H.; Yang, D.; Li, J.; Zhuang, L. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 1983. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.11.055
(190) Zhang, F.; Zhang, H.; Qu, C.; Ren, J. J. Power Sources 2011, 196, 3099. doi: 10.1016/j.jpowsour.2010.11.102
(191) Switzer, E. E. O.; lson, T. S.; Datye, A. K.; Atanassov, P.; Hibbs, M. R.; Fujimoto, C.; Cornelius, C. J. Electrochim. Acta 2010, 55, 3404. doi: 10.1016/j.electacta.2009.12.073
(192) Qiao, J.; Zhang, J.; Zhang, J. J. Power Sources 2013, 237, 1. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.02.059
(193) Ranganathan, S.; Easton, E. B. Int. J. Hydrog. Energy 2010, 35, 1001. doi: 10.1016/j.ijhydene.2009.11.077
(194) Ranganathan, S.; Easton, E. B. Int. J. Hydrog. Energy 2010, 35, 4871.
(195) Miyazaki, K.; Abe, T.; Nishio, K.; Nakanishi, H.; Ogumi, Z. J. Power Sources 2010, 195, 6500. doi: 10.1016/j.jpowsour.2010.04.023
(196) Bhattacharyya, A.; Goswami, A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 12958. doi: 10.1021/jp9053605
(197) Zhuang, L.; Huang, A. B.; Lu, S. F.; Tao, J. T.; Xiao, C. B. AKind of Preparation Method of Strongly Alkaline Polymer Electrolyte Membrane. CN Patent CN1560117, 2005-01-05. [庄林,黄爱宾, 卢善富,陆君涛, 肖超渤.一种强碱性聚合物电解质膜的制备方法:中国, CN1560117[P]. 2005-01-05.]
(198) Tomlin, D. W.; Fratini, A. V.; Hunsaker, M.; Adams, W. W. Polymer 2000, 41, 9003. doi: 10.1016/S0032-3861(00)00242-1
(199) Henkensmeier, D.; Cho, H. R.; Kim, H. J.; Kirchner, C. N.; Leppin, J.; Dyck, A. Polym. Degrad. Stabi. 2012, 97, 264. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2011.12.024
(200) Hu, J. W.; Zhang, H. M.; Zhai, Y. F.; Liu, G.; Yi, B. L. Int. J. Hydrog. Energy 2006, 31, 1855. doi: 10.1016/j.ijhydene.2006.05.001
(201) Leykin, A. Y.; Shkrebko, O. A.; Tarasevich, M. R. J. Membr. Sci. 2009, 328, 86. doi: 10.1016/j.memsci.2008.11.047
(202) Luo, H.; Vaivars, G.; Agboola, B.; Mu, S.; Mathe, M. Solid State Ionics 2012, 208, 52. doi: 10.1016/j.ssi.2011.11.029
(203) Xing, B.; Savadogo, Q. Electrochem. Commun. 2000, 2, 697. doi: 10.1016/S1388-2481(00)00107-7
(204) Hou, H.; Sun, G.; He, R.; Wu, Z.; Sun, B. J. Power Sources 2008, 182, 95. doi: 10.1016/j.jpowsour.2008.04.010
(205) Hou, H.; Sun, G.; He, R.; Wu, Z.; Sun, B.; Jin, W.; Liu, H.; Xin, Q. Int. J. Hydrog. Energy 2008, 33, 7172.
(206) Hou, H.; Wang, S.; Jiang, Q.; Jin, W.; Jiang, L.; Sun, G. J. Power Sources 2011, 196, 3244. doi: 10.1016/j.jpowsour.2010.11.104
(207) An, L.; Zeng, L.; Zhao, T. S. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 10602. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.06.042
(208) Merle, G.; Hosseiny, S. S.; Wessling, M.; Nijmeijer, K. J. Membr. Sci. 2012, 409-410, 191.
(209) Yang, J. M.; Chiu, H. C. J. Membr. Sci. 2012, 419-420, 65.
(210) Nikol, V. M.; Zugi, D. L.; Maksi, A. D.; Saponji, D. P.; Kaninski, M. P. M. Int. J. Hydrog. Energy 2011, 36, 110041.
(211) Wu, Y. H. Preparation, Characterizations and Application of Organic-Inorganic Hybrid Anion-Exchange Membranes. Ph. D. Dissertation, University of Science and Technology of China, Hefei, 2009. [吴永会. 有机-无机杂化阴离子交换膜的制备、表征和应用[D]. 合肥:中国科技大学, 2009.]
(212) Wu, Y.; Wu, C.; Li, Y.; Xu, T.; Fu, Y. J. Membr. Sci. 2010, 350, 322. doi: 10.1016/j.memsci.2010.01.007
(213) Pan, W. H.; Lue, S. J.; Chang, C. M.; Liu, Y. L. J. Membr. Sci. 2011, 376, 225. doi: 10.1016/j.memsci.2011.04.026
(214) Zeng, L.; Zhao, T. S.; Li, Y. S. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 18425. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.09.089
(215) Ye, Y.; Cheng, M.; Xie, X.; Rick, J.; Huang, Y.; Chang, F.; Hwang, B. J. Power Sources 2013, 239, 424. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.03.021
(216) Fu, J.; Qiao, J. L.; Ma, J. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 2975. [傅婧,乔锦丽, 马建新. 物理化学学报, 2010, 26, 2975.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20101014
(217) Liu, L. L.; Ding, L.; Xu, L.; Qiao, J. L.; Sheng, J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 2665. [刘玲玲,丁蕾,徐莉,乔锦丽,盛嘉.物理化学学报, 2011, 27, 2665.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20111106
(218) Wang, E. D.; Zhao, T. S.; Yang, W. W. Int. J. Hydrog. Energy 2010, 35, 2183. doi: 10.1016/j.ijhydene.2009.12.179
(219) Yang, C. C.; Chiu, S. J.; Lee, K. T.; Chien, W. C.; Lin, C. T.; Huang, C. A. J. Power Sources 2008, 184, 44.
(220) Yang, C. C.; Chiu, S. J.; Lin, C. T. J. Power Sources 2008, 177, 40. doi: 10.1016/j.jpowsour.2007.11.010
(221) An, L.; Zhao, T. S.;Wu, Q. X.; Zeng, L. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 14536. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.06.105

[1]	Jingwen Zhang, Hualong Ma, Jun Ma, Meixue Hu, Qihao Li, Sheng Chen, Tianshu Ning, Chuangxin Ge, Xi Liu, Li Xiao, Lin Zhuang, Yixiao Zhang, Liwei Chen. Cone Shaped Surface Array Structure on an Alkaline Polymer Electrolyte Membrane Improves Fuel Cell Performance [J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2023, 39(2): 2111037-0.
[2]	HAN Shuai-Yuan, YUE Bao-Hua, YAN Liu-Ming. Research Progress in the Development of High-Temperature Proton Exchange Membranes Based on Phosphonic Acid Group [J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2014, 30(1): 8-21.
[3]	LIU De-Zhi, HOU Xi-Xin, ZHU Xiu-Ling, WANG Rui, JING Jian, CUI Yue. Preparation and Physicochemical Property of Self-Crosslinked Poly(phthalazinone ether ketone) Anion-Exchange Membranes [J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2013, 29(12): 2573-2578.
[4]	CHENG Hai-Long, XU Jing-Mei, WANG Zhe, REN Chun-Li, BAI Hong-Wei, ZHAO Cheng-Ji, ZHANG Hui-Xuan. Sulfonated Poly(aryl ether ketone) on Side Chain/Sulfonated Poly(vinyl alcohol) Composite Proton Exchange Membrane for Direct Methanol Fuel Cells [J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2013, 29(07): 1515-1523.
[5]	WEN Sheng, GONG Chun-Li, TSAI Fang-Chang, YEH Jen-Taut. Properties of SPES/AlOOH Composite Proton Exchange Membranes [J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2011, 27(08): 1886-1892.
[6]	GONG Chun-Li, ZHOU Yi, YAN Li-Cheng, WEN Sheng, ZHENG Gen-Wen. Properties of SPES/PWA/SiO₂ Composite Proton Exchange Membranes [J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2010, 26(11): 2967-2974.
[7]	ZHENG Gen-Wen, GONG Chun-Li, WEN Sheng, ZHOU Huan-Bo, XIE Xiao-Lin. Preparation and Properties of Sulfonated Poly(ether sulfone)/Boron Phosphate Composite Proton Exchange Membranes [J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2009, 25(03): 575-582.
[8]	FENG Hua-Jun; CHEN Yuan;DAI Ke-Hua; SONG Zhao-Shuang; MA Jian-Wei; QI Lu. Preparation and Characterization of a Novel Kind of Polymer Electrolyte Composite Membrane for Lithium-Ion Battery [J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2007, 23(12): 1922-1926.
[9]	Du Jun;Wu Ling;Tao Chang-Yuan;Sun Cai-Xin. Preparation and Characterization of Fe₃O₄/PVDF Magnetic Composite Membrane [J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2004, 20(06): 598-601.

Recent Research Progress in Alkaline Polymer Electrolyte Membranes for Alkaline Solid Fuel Cells

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