磷酸掺杂磺化聚(氟化亚芳基醚)-聚(环氧乙烷)共混膜的制备研究

为提高聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)的高温性能(150℃以上),采用磺化的聚芳基醚(SDF-F)和聚环氧乙烷(PEO)合成了新的共混膜,并使用磷酸掺杂;对新的共混膜进行了表征,并通过测量拉伸强度确定了酸掺杂共混膜的机械强度。结果表明,SDF-F和PEO成功共聚成共混膜且2种聚合物均匀混合,共混膜的磷酸掺杂水平随着PEO含量的增加而增加,当PEO的质量分数为60%时,掺杂的磷酸质量分数可达784%;共混膜的机械强度随着PEO含量的增加而下降,但即便PEO的质量分数为60%时,共混膜的拉伸强度仍有17 MPa。新共混膜能够完全满足高温聚合物电解质膜燃料电池的要求。

磷酸掺杂磺化聚(氟化亚芳基醚)-聚(环氧乙烷)共混膜的电化学性能研究

研究磷酸掺杂的磺化聚(氟化亚芳基醚)(SDF-F)和聚环氧乙烷(PEO)的共混膜的电化学性能。电化学阻抗谱分析EIS测量结果显示,其电导率与温度无关。根据不同质量比的混合膜在不同温度下的单电池性能测试结果,随着PEO含量越高,电池性能越稳定,SDF-F和PEO的质量比为6/4的混合膜的磷酸掺杂水平最低。由此可以推断,SDF-F/PEO混合膜的电池性能与磷酸水平的关系比与高温下的热稳定性关系更大。且在一定温度范围内,随着温度的升高,电极的性能会得到改善,其主要原因是由于温度升高会提高电极反应速率。然而,因为长时间稳定性测试结果表明其耐用性较低,故在高温PEM-FC中的应用的共混膜还需进一步改性。