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Ultrafast Proton Conduction in an Aqueous Electrolyte Confined in Adamantane-like Micropores of a Sulfonated, Aromatic Framework

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00007637
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-7637-4

Titelangaben

Winterstein, Simon ; Privalov, Alexei F. ; Greve, Christopher ; Siegel, Renée ; Pötzschner, Björn ; Bettermann, Michael ; Adolph, Lea ; Timm, Jana ; Marschall, Roland ; Rößler, Ernst ; Herzig, Eva M. ; Vogel, Michael ; Senker, Jürgen:
Ultrafast Proton Conduction in an Aqueous Electrolyte Confined in Adamantane-like Micropores of a Sulfonated, Aromatic Framework.
In: Journal of the American Chemical Society. Bd. 145 (2023) Heft 50 . - S. 27563-27575.
ISSN 1520-5126
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1021/jacs.3c09257

Volltext

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Format: PDF
Name: winterstein-et-al-2023-ultrafast-proton-conduction-in-an-aqueous-electrolyte-confined-in-adamantane-like-micropores-of.pdf
Version: Veröffentlichte Version
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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
Integriertes Graduiertenkolleg „Transport in strukturierten Materialien“ (MGK)
492723217

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Sulfonated, cross-linked porous polymers are promising frameworks for aqueous high-performance electrolyte-host systems for electrochemical energy storage and conversion. The systems offer high proton conductivities, excellent chemical and mechanical stabilities, and straightforward water management. However, little is known about mass transport mechanisms in such nanostructured hosts. We report on the synthesis and postsynthetic sulfonation of an aromatic framework (SPAF-2) with a 3D-interconnected nanoporosity and varying sulfonation degrees. Water adsorption produces the system SPAF-2H20. It features proton exchange capacities up to 6 mequiv g–1 and exceptional proton conductivities of about 1 S cm–1. Two contributions are essential for the highly efficient transport. First, the nanometer-sized pores link the charge transport to the diffusion of adsorbed water molecules, which is almost as fast as bulk water. Second, continuous exchange between interface-bound and mobile species enhances the conductivities at elevated temperatures. SPAF-2H20 showcases how to tailor nanostructured electrolyte-host systems with liquid-like conductivities.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Professur Experimentalphysik VII - Dynamik und Strukturbildung
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Professur Experimentalphysik VII - Dynamik und Strukturbildung > Professur Experimentalphysik VII - Dynamik und Strukturbildung - Univ.-Prof. Dr. Eva M. Herzig
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 1585 - MultiTrans – Structured functional materials for multiple transport in nanoscale confinements
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-7637-4
Eingestellt am: 26 Mrz 2024 09:29
Letzte Änderung: 26 Mrz 2024 09:30
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/7637

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