燃料电池用碱性聚合物电解质关键技术

聚合物电解质(又称为离子交换膜)是燃料电池的重要结构组成部分,肩负着传递离子从而形成完整电池回路的作用。燃料电池用阴离子交换膜面临着离子传导率低,膜耐碱性差以及机械稳定性差等问题。本文通过对近期相关文献的探讨,综述了提高耐碱性和电导率的策略,着重介绍了季铵阳离子基团、咪唑阳离子基团、螺环季铵阳离子基团、吡咯阳离子基团以及构建交联结构、优化聚合物主链、在聚合物侧链引入保护基团等策略,重点分析了上述因素对于耐碱性的影响机理。对于电导率的提升策略,主要介绍了构建相分离以及构建可穿梭的离子交换基团两种方法。综合分析表明,通过构建亲疏水相分离结构、交联结构、改善聚合物主链、增强阳离子基团的碱稳定性等策略,有望在实现高电导率的同时获得高的稳定性。