當今世界,能源短缺與環(huán)境污染問題日益突出。這不僅影響著全球的政治與經濟,并且對于人類社會可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。因此,開發(fā)利用新能源成為解決這一問題的關鍵所在。而氫能以其清潔、高效、便捷等特點在眾多新能源中脫穎而出。在眾多燃料電池分類中,聚合物膜燃料電池的發(fā)展應用最為迅速,已經在家庭式固定電源和汽車、航空航天等移動式電源領域展現出不錯的應用前景。聚合物膜燃料電池可以根據電解質膜傳導的離子形式不同,分為質子交換膜燃料電池（PEMFC）和陰離子交換膜燃料電池（AEMFC）。雖然工作環(huán)境為酸性的PEMFC應用更加廣泛,但這種燃料電池所需要的貴金屬催化劑和質子交換膜等核心材料的昂貴成本制約了其進一步發(fā)展。對應的,工作環(huán)境為堿性的AEMFC,因其可以允許非貴金屬催化劑的使用,且氧還原電極反應速率快等優(yōu)點得到研究人員越來越多的關注,并被認為是可以取代目前成熟的PEMFC的一項電源技術。陰離子交換膜（又稱堿性膜,AEM）作為AEMFC中最為關鍵的材料之一,其性能好壞直接決定了燃料電池的能量輸出。這就要求堿性膜須同時具備高離子傳導率、低溶脹比例、良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性、優(yōu)秀的機械加工性能以及... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：165 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?ＰＥＭＦＣ和ＡＥＭＦＣ在Ｈ２－０２下的工作原理圖??Ｆｉｇ．１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＰＥＭＦＣ?ａｎｄ?ＡＥＭＦＣ?ｕｎｄｅｒ?Ｈ２－Ｏ２?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ??

圖１－２不同種燃料電池工作原理??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｒｅｎｔ?ｋｉｎｄｓ?ｏｆ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌｓ??

???第一章緒論???相反，降低了燃料在膜中的滲透性［１３－１Ｓ］。ＡＥＭＦＣ由聚電解質膜、催化層、氣體擴散??層、流場板以及包裝密封材料組成，如圖１－３所示。其中，最為核心的部件就是位于??中心的聚電解質膜，即陰離子交換膜。??ｅ?．一ｅ＊????…?？???ｅ???，?■????４１?一；???Ｖ．ｖ??２Ｈ２＋?４０Ｈ＇?４Ｈ２０＋?４ｅ＇?Ｏｚ＋２ＨｚＯ?＋?４ｅ￣４０Ｈ＂??！?１?■?ｇ?ｕ?ｗ?ｓ?！?１??：：?ｏ??、?ｒ???＊?ｉ；?：?ｉ??Ａｎｏｄｅ?Ｃａｔｈｏｄｅ??圖１－３?ＡＥＭＦＣ在Ｈ２－０２下的工作原理圖??Ｆｉｇ．１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＡＥＭＦＣ?ｕｎｄｅｒ?Ｈ２－Ｏ２?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ??陰尚子父換膜（Ａｎｉｏｎ?ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ，?ＡＥＭ），又被稱為堿性陰離子交換膜??（Ａｌｋａｌｉｎｅ?ａｎｉｏｎ?ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ，?ＡＡＥＭ?）和氫氧根離子交換膜（Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ?ｅｘｃｈａｎｇｅ??ｍｅｍｂｒａｎｅ，?ＨＥＭ），簡稱堿性膜。ＡＥＭ作為一種固體聚電解質膜，傳導陰離子這種最??基本的要求決定了堿性膜具有陽離子官能性傳輸集團和聚合物骨架這兩種重要組成??部分。??１．３．１堿性膜原理與要求??研究發(fā)現，ＡＥＭ具有與ＰＥＭ相同的離子傳輸機理。除了傳統(tǒng)的傳質和擴散，陰??離子在ＡＥＭ?Ａ還可以通過氫鍵網絡實現Ｇｒｏｔｔｈｕｓｓ傳輸，并且可以在陽離子官能團之??間互相“跳躍”達到傳輸目的［１９］。然而，由于０Ｈ－體積遠大于Ｈ＋，陰離子在ＡＥＭ中?


本文編號：3098717