Анионообменные мембраны для щелочных полимер-электролитных топливных элементов: сравнение боковых бензилтриметиламмониевых и бензилметилимидазолиевых головных групп

Радиационно-привитые щелочные анионообменные мембраны (AAEM), содержащие боковые группы с бензилтриметиламмониевой (BTM) или бензилметилимидазолиевой (BMI) функциональностью, были успешно синтезированы из одной и той же базовой мембраны при одинаковой ионообменной емкости. Проводимость новой BMI-AAEM была сопоставима с проводимостью эталонной BTM-AAEM. Однако характеристики топливного элемента с использованием BMI-AAEM были значительно хуже вследствие деградации AAEM in situ. Исследования стабильности двух головных групп методом FT-рамановской спектроскопии при 60 °C в водном растворе гидроксида калия (1 моль дм−3) показали, что BMI-группа обладает внутренне меньшей химической стабильностью в сильнощелочных условиях по сравнению с эталонной BTM-группой. Вместе с тем стабильность обеих головных групп повышалась после выдержки при 60 °C в водных растворах карбоната и бикарбоната с более низким значением pH (1 моль дм−3). Вопреки некоторым данным предшествующей литературы, использование полимерных электролитов с анионообменными группами, содержащими боковые имидазолиевые группы, по-видимому, не дает реальных преимуществ в сильнощелочных системах.