ईंधन कोशिकाओं में मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड असेम्बली इंटरफेस सुदृढ़ीकरण के लिए बायोएडेसिव-प्रेरित आयोनोमर

एनियन एक्सचेंज मेम्ब्रेन ईंधन कोशिकाएँ एक सतत और पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा रूपांतरण पथ का वादा करती हैं, लेकिन प्रदर्शन और दीर्घकालिकता में कमी से प्रभावित होती हैं। पहली बार मसल फुट चिपकने वाले प्रोटीन से प्रेरणा लेते हुए, हम यहाँ कैटेकॉल-परिवर्तित आयोनोमर प्रदर्शित करते हैं जो संयुक्त रूप से मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड असेम्बली इंटरफेस और उत्प्रेरक परतों के भीतर त्रिगुणित सीमा को सुदृढ़ करते हैं। परिणामस्वरूप आयोनोमर केवल 80 °C पर 2500 घंटे के लिए 2 M NaOH जल समाधान में उपचार के बाद केवल थोड़ी सी आयोनिक चालकता में गिरावट के साथ असाधारण क्षारीय स्थिरता पेश करते हैं। कैटेकॉल-परिवर्तित आयोनोमर को एनियन एक्सचेंज मेम्ब्रेन और बाइंडर दोनों के रूप में अपनाना 34% का एकल-कोशिका प्रदर्शन वृद्धि प्राप्त करता है, और अधिक महत्वपूर्ण यह है कि यह ईंधन सेल संचालकता को 0.4 A cm–2 के वर्तमान घनत्व पर 300 घंटे से अधिक तक कम प्रदर्शन गिरावट (0.03 mV h–1 की कोशिका वोल्टेज गिरावट दर) के साथ सक्षम बनाता है। सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक अनुसंधानों को मिलाकर, हम कैटेकॉल-परिवर्तित आयोनोमर और Pt उत्प्रेरक के बीच आणविक चिपकाव तंत्र का खुलासा करते हैं और उत्प्रेरक परत के सूक्ष्मसंरचना पर प्रभाव को स्पष्ट करते हैं। बुनियादी रुचि के रूप में, यह बायोएडेसिव-प्रेरित रणनीति ज्ञान-निष्पादित आयोनोमर डिज़ाइन को सक्षम करने में महत्वपूर्ण है और विविध मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड असेम्बली कॉन्फ़िगरेशन अनुप्रयोगों के लिए आशाजनक है।