發(fā)布時(shí)間：2024-05-08 00:14

　　質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種可以將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置,具有綠色、高效、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)逐漸引起研究者的廣泛關(guān)注。質(zhì)子交換膜(PEM)作為PEMFC重要組成部分,其性能的優(yōu)劣直接決定了PEMFC的使用性能的高低。目前,商業(yè)化的Nafion因生產(chǎn)成本高、高溫條件下質(zhì)子傳導(dǎo)率低等限制了其廣泛應(yīng)用。研發(fā)性能更加優(yōu)異的PEM已成為領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近年來利用納米纖維比表面積高、長徑比大以及表面結(jié)構(gòu)易于修飾等特點(diǎn)來構(gòu)建質(zhì)子傳遞通道已經(jīng)成為提高質(zhì)子傳導(dǎo)性能的重要方法。質(zhì)子傳遞是生物體內(nèi)普遍存在且意義重大的過程,嗜鹽菌的視紫紅質(zhì)蛋白具有高效的光驅(qū)質(zhì)子泵功能。研究表明,氨基酸殘基是其實(shí)現(xiàn)質(zhì)子高效傳遞的物質(zhì)基礎(chǔ)。受此啟發(fā),本論文提出基于納米纖維的表面修飾,實(shí)現(xiàn)氨基酸有序富集,構(gòu)建高效質(zhì)子傳遞通道,從而提高質(zhì)子傳導(dǎo)性能。主要研究內(nèi)容如下:利用Fmoc保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了纖維素納米晶須(CWs)的氨基酸(AAs)表面固載(CW-AAs);與磺化聚砜(SPSF)溶液共混后,利用溶液澆鑄法制備了SPSF/CW-AAs復(fù)合膜,研究了其結(jié)構(gòu)與性能,結(jié)果表明CW-AAs的引入顯著提高了復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性、...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理圖［６］??１．１．２質(zhì)子交換膜研究進(jìn)展??

轉(zhuǎn)換效率高、對(duì)環(huán)境無污染以及攜帶便捷等優(yōu)點(diǎn)，己經(jīng)在市場(chǎng)上得到廣泛的應(yīng)用。??Ｕ．１質(zhì)子交換膜燃料電池的組成及工作原理??質(zhì)子交換膜燃料電池主要由膜電極、密封圈和雙極板組成，如圖１－１所示，??其中膜電極是最為重要的部件，而膜電極性能的優(yōu)劣直接決定了質(zhì)子交換膜燃料??電池性能的好壞....

圖１－４通過輻射接枝方法來制備聚合物電解質(zhì)膜［３４］??１．２．２交聯(lián)法??

醇對(duì)膜的滲透率［３７］。交聯(lián)方法主要是賦予表面沒有帶電位點(diǎn)的膜有機(jī)帶電基團(tuán)，??從而制備出質(zhì)子交換膜。同時(shí)交聯(lián)方法也可以改善離子交換膜的化學(xué)穩(wěn)定性和熱??穩(wěn)定性。圖１－５展示了聚乙烯醇和ＰＳＳＡ通過交聯(lián)方法來制備質(zhì)子交換膜的反應(yīng)??機(jī)理［３８］。??６??

圖１－５?ＰＶＡ和ＰＳＳＡ通過交聯(lián)方法來制備質(zhì)子交換膜的反應(yīng)機(jī)理［３８］??１．２．３

最終反而使膜的離子電導(dǎo)率下降。現(xiàn)階段，已經(jīng)研制出的等離子體聚合電解質(zhì)膜，??主要是利用四氟乙烯作為離子導(dǎo)電膜的骨架，乙烯基磷酸作為酸性基團(tuán)進(jìn)行質(zhì)子??傳導(dǎo)［４Ｇ］。圖１－６主要顯示了單體、常規(guī)聚合物和通過等離子體聚合制備的聚合物??之間的主要區(qū)別。通過等離子體聚合法制備出的聚合物....

圖１－６單體、常規(guī)聚合物和等離子體聚合制備的聚合物各自的結(jié)構(gòu)［４（）］??－

＿ＭＡ??圖１－５?ＰＶＡ和ＰＳＳＡ通過交聯(lián)方法來制備質(zhì)子交換膜的反應(yīng)機(jī)理［３８］??１．２．３等離子體接枝聚合法??等離子體接枝聚合是一種制備中小型燃料電池的質(zhì)子交換膜的重要方法。與??傳統(tǒng)的聚合物基膜相比，等離子體聚合膜具有高度的交聯(lián)性，即便是厚度只有幾??百納米的膜也不會(huì)出....

本文編號(hào)：3967206