离子导电性在离子交换聚合物薄膜中的水分吸取与耦合：无关IEC
软凝聚态物质
2025-06-04 v1 材料科学
摘要
离子交换膜（AEM）是取代电解质装置如燃料电池、电解槽、电池和渗透能提取系统中质子交换膜（PEM）的有前景的候选方案。然而，优化AEM设计需要更深入地理解在水合聚合物基质中的离子导电机制。本研究通过寻求离子交换容量（IEC）、水分吸取与离子导电性之间的关系来探讨此机制。我们结合实验测量与计算模拟，使用新开发的聚合物薄膜的最小模型进行研究。该模型能够再现关键实验观察，包括水分吸附等温线和随相对湿度变化的离子导电行为，成功捕捉了它们之间的关系。通过比较实验数据与计算结果，我们解释了常报告的导电性与水合水平之间的相关性，并展示了该变量之间相关性受材料电荷密度和温度影响的 ways。我们的研究深化了对支配聚合物电解质膜性能的物理机制的理解，这对于开发更高效、更稳定和更环保的电解质系统至关重要。
引用
@article{arxiv.2504.05179,
title = {IEC-Independent Coupling Between Water Uptake and Ionic Conductivity in Anion-Conducting Polymer Films},
author = {Joan Montes de Oca and Ruilin Dong and Gervasio Zaldivar and Ge Sun and Zhongyang Wang and Shrayesh N. Patel and Paul F. Nealey and Juan J. de Pablo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.05179},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 8 figures in the main article. The submission also includes a Supporting Information appendix with 23 additional pages and 15 figures