ПОВЫШЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ ИОНОВ ГИДРОНИЯ В ПРОТОНООБМЕННЫХ МЕМБРАНАХ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ГРАФЕНА

Аннотация

Это исследование раскрывает атомистические идеи, связанные с использованием специальных глубоких эвтектических растворителей (DES) для повышения подвижности ионов гидрония в протонообменных мембранах на основе оксида графена (GO). Используя передовые методы компьютерного моделирования, в ходе исследования были тщательно изучены оптимизированные структуры и энергии взаимодействия DES, ионов водорода, молекул воды, GO и их различных комплексов. Полученные данные свидетельствуют о стратегическом расположении ионов гидрония и молекул воды между слоями GO и DES, что указывает на устойчивые взаимодействия, которые значительно облегчают перенос протонов. Примечательно, что DES демонстрирует благоприятные энергетические характеристики, в то время как комплекс, состоящий из GO, DES, воды и ионов гидрония, демонстрирует заметно повышенную стабильность по сравнению с их изолированными аналогами. Эта повышенная стабильность подчеркивает эффективность DES в качестве мощных добавок для улучшения характеристик PEMS.

Результаты исследования являются бесценным руководством для рационального подбора растворителей для конкретных задач и разработки индивидуальных мембран. Подчеркивая тесное взаимодействие и благоприятную энергетику в этих комплексах, исследование дает фундаментальное понимание, которое может быть использовано для оптимизации производительности ПЭМ, что в конечном итоге приведет к развитию области энергетических материалов и технологий топливных элементов.