磺化聚苯醚膜质子扩散的分子动力学模拟研究

分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-11-07 合作期刊: 《工程热物理学报》

韩旭辉 张鹏 马跃 李佳 王雨翔 周琼 周广刚 卢贵武

摘要： 为了探究磺化聚苯醚}SPPO)用于质子交换膜燃料电池(}PEMFOs)的性质，我们研究了SPPO膜内部水和水合氢离子的分子扩散特性。构建含水量不同的SPPO膜的分子结构模型，采用分子动力学(IVID)研究了平衡态模型的静态结构，发现元胞的密度随着含水量的增加而降低;同时通过分析径向分布函数(RDF)，发现在SPPO链上的磺酸根上的硫原子周围有水分子聚集，起到吸水和传导的作用，水合氢离子也更趋向于聚集在磺酸根附近。通过对分子运动轨迹的分析，计算了水和水合氢离子在SPPO膜内的扩散系数D和电导率。，研究结果表明，SPPO膜的电导率随着膜内水含量的增加而增加，得到了与实验符合较好的结果。

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