直接甲醇燃料电池用磷酸氢锆／Nafion115的研究

采用离子交换-沉淀法制备了磷酸氢锆/Nafion115复合膜。X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)结果表明了无机相磷酸氢锆的存在,且其平均粒径为5nm左右。与Nafion115相比,复合膜的质子传导率降低20%,甲醇渗透系数则降低50%。75℃高浓度甲醇进料时,使用了复合膜的单池放电性能得到明显改善。单池寿命测试结果表明使用了复合膜的电池在0.4V以上可以稳定运行100h。

用于燃料电池的磺化聚芳醚砜质子交换膜材料的直接合成与性能研究

将磺化二氯二苯砜(SDCDPS)、二氯二苯砜(DCDPS)与4,4′-联苯酚(BP)通过亲核缩聚反应得到一系列具有不同磺化度的磺化聚芳醚砜(SPAES)共聚物.通过FT-IR,TGA和DSC等分析方法对其结构及性能进行表征.并用透射电镜对其内部形态进行分析,建立了结构与性能之间的关系.研究了不同磺化度对膜性能的影响.结果表明,聚合物中磺酸基团的增多导致了磺化聚芳醚砜膜的吸水率、离子交换容量、质子传导率和甲醇渗透系数的增加.通过对膜的综合性能评价发现,磺化度为0.8的磺化聚芳醚砜膜在80℃时的质子传导率为0.116S/cm,100℃时的质子传导率为0.126S/cm,均高于Nafion117膜(0.114S/cm和0.117S/cm),且甲醇渗透系数为8.4×10-7cm2/s,远远低于Nafion117膜(2.1×10-6cm2/s).

P(AN-AA)/PVA质子交换膜的研究

采用丙烯腈与丙烯酸单体在聚乙烯醇水溶液中共聚,合成聚丙烯腈-丙烯酸悬浮胶体,悬浮胶体经流延成膜制备出P(AN-AA)/PVA质子交换膜。结果表明,以聚丙烯腈-丙烯酸为基体的质子交换膜,甲醇渗透系数为(3.0～5.5)×10-8cm2/s,仅为Nafion117膜甲醇渗透系数的1/25;水饱和溶胀后抗张强度为12.9MPa;在1.0mol/L硫酸溶液中质子电导率为1.89×0-3S/cm。