Controlling Polymer Electrolyte Interfacial Morphology through Chemical Interactions
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Le résumé fourni par la source
Owing to its unique mechanical properties, chemical resistance, and ion conductivity, Nafion is one of the most widely used polymer electrolytes. In hydrogen fuel cells, it constitutes both the macroscopic membrane separating the anode and the cathode, and as a thin film, Nafion appears as a binder in the catalyst layer where conductive ionic pathways must intimately interface with platinum catalyst particles, electrically conductive carbon particles, and porous surfaces that facilitate the transport of gases. Residing at the intersection of this diverse range of materials, the ionomer's interfacial structure influences interfacial impedance and thus device performance. This interface structure has been widely investigated on model surfaces with neutron reflectometry and other techniques, resulting in the discovery of a multilamellar structure at the interface with hydrophilic materials, or a single water-rich layer at the interface with, e.g., metals, favoring tangential vs perpendicular ion transport, respectively. Here we demonstrate that self-assembled monolayers, SAMs, which can coat various surfaces, can control whether single or multiple lamellae occur. These interfacial structures can be further modified through acid-base interactions by protonating the terminal amine group of a SAM at low pH. This establishes a methodology to control the interfacial ionic transport pathways in Nafion and determine the interfacial impedance.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Controlling Polymer Electrolyte Interfacial Morphology through Chemical Interactions
- Date Crossref
- 18/08/2025
- 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.
Où se fait cette recherche
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NIST Center for Neutron Research pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Wiss Janney Elstner Associates pays non établi dans la noticeEntreprise
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United States Air Force Research Laboratory Materials and Manufacturing Directorate pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Cornell University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Wright-Patterson Air Force Base pays non établi dans la noticeInstitution
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Dayton Clinical Oncology Program pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Stanford Synchrotron Radiation Lightsource pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Physical Measurement Laboratory pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Material Measurement Laboratory pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Inc. 330 Pfingsten Road Elstner Associates pays non établi dans la noticeEntreprise
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Av Inc. pays non établi dans la noticeEntreprise
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NIST Materials Measurement Laboratory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
NIST Center for Neutron Research, Wiss Janney Elstner Associates et Materials and Manufacturing Directorate — United States Air Force Research Laboratory, avec 9 autres affiliations.
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