燃料電池的核心部件是能夠傳輸離子的離子交換膜,其中質子交換膜（PEMs）是能夠傳遞質子的離子交換膜,它的性能好壞直接決定著電池的性能和使用壽命。聚苯并咪唑（PBI）具有較好的熱穩(wěn)定性和機械強度,而且其氣體滲透性和甲醇滲透率低。然而,由于PBI中的質子解離度很低,質子傳導率僅為10^-710^-6 S/cm,因而不能直接用于燃料電池。研究人員通常將其摻雜磷酸以獲得較高的質子傳導率。但是,由于磷酸并未固定在主鏈上且易溶于水,隨著反應進行,磷酸容易流失,從而造成電池性能的顯著下降。這是無機酸摻雜聚合物電解質膜所面臨的主要問題。研究表明,聚合離子液體能夠有效的提高膜的質子傳導率,同時兼具離子液體的特性而不易滲出。本論文先合成聚陽離子型離子液體（PIL）,將其引入以聚苯并咪唑為主鏈的聚合物體系中,加入交聯(lián)劑KH560,在酸性條件下水解形成共價交聯(lián)網(wǎng)絡,從而制備了PBI/PIL交聯(lián)復合型高溫質子交換膜。相較于純膜,復合膜具有優(yōu)異的機械性能和質子傳導率,特別是cPBI-BF₄-40膜在170℃無水條件下質子傳導率最高... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學吉林省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

燃料電池的工作原理示意圖

電解質膜聚物（PFSI）進行了大量修飾，例如Nafion 然是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。低成本芳族聚合物被認磺化聚芳醚（SPAES，例如 SPEEK）、磺化對中溫燃料電池的潛在應用引起了極大關注雜環(huán)如咪唑和三唑則作為高操作溫度和無道，與全氟磺酸離聚物膜相比，一些聚合物具有優(yōu)異的質子傳導率和良好的燃料電池性加，盡管有助于提高質子傳導率，但相應的高性能的 PEMs 是一種有效的方法，但由于期的程度。圖 1.2 為 Nafion 膜的化學結構化聚酰亞胺（SPI）膜的化學結構式。

.3 磺化聚芳醚酮（SPAEK）和磺化聚酰亞胺（SPI）膜的化學結合物電解質膜年中，對高溫質子交換膜燃料電池（HT-PEMFCs）的發(fā)新型膜材料和催化劑方面[12]。120-180 °C 范圍內作溫度所面臨的問題。120 °C 的下邊界溫度可以避免是為了避免電池性能急劇下降。然而，溫度對電荷轉移度的升高，轉移阻力降低，這將導致燃料電池中更有效到更高的溫度，氧化還原反應（ORR）將會增加，從而提，在高于 140 °C 的較高溫度下，CO 耐受性增加[13]。高溫度的聚合物電解質膜是使用兩性聚合物聚苯并咪可以摻雜幾種類型的酸，例如 HCl、HNO3、HClO4和異的熱穩(wěn)定性，較高的質子傳導率且在高溫下具有非今為止唯一符合美國能源部高溫膜標準的膜。摻雜磷Grotthuss 機理”，如下所示[16]


本文編號：2987018