Abstract Fiber optic ultrasonic sensors, which are highly resistant to electromagnetic interference, are expected to be implanted inside electrical equipment to achieve high-sensitivity partial discharge detection. However, the influence of the fiber optic rings on partial discharge parameters remains unclear. In this paper, a three-dimensional finite element model of the needle plate discharge is established. The effect of the fiber ring on the ultrasonic characteristics of partial discharge is systematically investigated. A parametric analysis is used to investigate the effect of the fiber ring's diameter and height on the ultrasonic characteristics. The effect of fiber optic rings on partial discharge characteristics is investigated through partial discharge tests. The results indicate a time delay in the propagation of acoustic signals compared to electrical signals, typically at the microsecond level. As the diameter of the fiber ring increases, the maximum vibration velocity at the P-point initially increases and then tends to stabilize, but it always remains lower than the value observed without the fiber ring. Additionally, increasing the height of the fiber ring results in a decrease in the maximum vibration velocity at the P-point. The presence of the fiber ring does not affect the partial discharge inception voltage, but it does influence the the apparent discharge-phase spectra. This paper provides a theoretical and experimental basis for the application of fiber optic sensing technology in partial discharge monitoring.

Phosphoric acid (H3PO4) doping is a widely employed strategy to facilitate anhydrous proton transport in high‐temperature proton exchange membrane fuel cells (HT‐PEMFCs). However, significant H3PO4 leaching during long‐term operation poses critical challenges to maintaining membrane stability and proton conductivity. Herein, H3PO4 is incorporated into positively charged nanochannels of quaternized covalent organic framework membranes (QACOFMs), leveraging strong electrostatic interactions and confinement effects to achieve exceptional H3PO4 retention under hydration conditions. Moreover, the shortened hydrogen bond length between H3PO4 (O‐H…O <2.7 Å) and the highly interconnected hydrogen bond network in the H3PO4@QACOFMs facilitate ultra‐fast anhydrous proton transport. As a result, the H3PO4@QACOFMs exhibit superior anhydrous proton transport in a broader temperature range (60‐200 oC) and the highest proton conductivity reaches about 379.7 mS cm‐1 at 200 oC.

Phosphoric acid (H3PO4) doping is a widely employed strategy to facilitate anhydrous proton transport in high‐temperature proton exchange membrane fuel cells (HT‐PEMFCs). However, significant H3PO4 leaching during long‐term operation poses critical challenges to maintaining membrane stability and proton conductivity. Herein, H3PO4 is incorporated into positively charged nanochannels of quaternized covalent organic framework membranes (QACOFMs), leveraging strong electrostatic interactions and confinement effects to achieve exceptional H3PO4 retention under hydration conditions. Moreover, the shortened hydrogen bond length between H3PO4 (O‐H…O <2.7 Å) and the highly interconnected hydrogen bond network in the H3PO4@QACOFMs facilitate ultra‐fast anhydrous proton transport. As a result, the H3PO4@QACOFMs exhibit superior anhydrous proton transport in a broader temperature range (60‐200 oC) and the highest proton conductivity reaches about 379.7 mS cm‐1 at 200 oC.