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2024 article

Highly Stable Bismuth-Based Layered Oxides Modified by Phytic Acid for Anhydrous and Water-Assisted Proton Conductivity

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Proton-conducting materials serving as key components in various electrochemical and energy conversion devices have attracted a great deal of attention. The creation of superior proton-conducting materials in a wide temperature range under both humidified and anhydrous conditions is of great significance for practical applications. In this paper, we develop a coprecipitation synthesis approach for a new proton-conducting nanocomposite, [Bi 2 O 2 ]H x -PA 0.28, which consists of a layered framework with [Bi 2 O 2 ] 2+ and phytic acid (C 6 H 18 O 24 P 6, abbreviated as PA) existing as interlayer-embedded charge-balancing anions. Infrared spectroscopy (FTIR), solid-state NMR, Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) suggest that oxygen atoms on the surface of the [Bi 2 O 2 ] 2+ layer bridge the uncoordinated oxygen atoms on the phosphate group to form a strong hydrogen bonding network. This leads to a water-assisted proton conductivity of 1.76 × 10 –2 S cm –1 at 90 °C under 98% RH and even a stable anhydrous proton conductivity of 5.24 × 10 –3 S cm –1 at 150 °C. Isotope effect tests have verified the selective transmission of hydrogen ions by the composite electrolyte materials. [Bi 2 O 2 ]H x -PA 0.28 as electrolyte was further assembled into an ion-selective electrode for the recognition of hydrogen ions. Furthermore, open circuit potential time (OCPT) testing further confirms that solid-state electrolytes composed of [Bi 2 O 2 ]H x -PA 0.28 exhibit a good electrochemical stability. This work broadens the possibilities for the development of solid-state proton conductors in a wide temperature range, even under anhydrous conditions.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Highly Stable Bismuth-Based Layered Oxides Modified by Phytic Acid for Anhydrous and Water-Assisted Proton Conductivity
Date Crossref
01/11/2024
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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