隨著人們對環(huán)境污染與能源短缺問題的高度關(guān)注,氫能作為一種清潔環(huán)保能源,已成為當下研究的重要方向之一。聚合物電解質(zhì)膜燃料電池是新一代的燃料電池,它是利用氫能的高效能量轉(zhuǎn)化裝置。根據(jù)聚電解質(zhì)膜種類的不同,可以分為質(zhì)子膜燃料電池（PEMFC）和堿性膜燃料電池（AEMFC）。目前可實現(xiàn)商業(yè)化的是質(zhì)子膜燃料電池,但是由于其昂貴的隔膜（基于含氟聚合物的Nafion膜）和貴金屬催化劑,它的商業(yè)化規(guī)模受到限制。相較而言,AEMFC則可使用無氟聚合物的隔膜和非貴金屬催化劑,因此AEMFC作為控制燃料電池成本的技術(shù),在近幾年得到飛速發(fā)展。陰離子交換膜（AEM）作為AEMFC的核心部件之一,其性能尚不滿足實際應(yīng)用的要求,因此也成為限制AEMFC商業(yè)化的主要原因。目前對于AEM的研究方向主要基于聚芳醚基、聚烯烴基聚合物和常見的季銨、季磷類陽離子基團,并通過一系列改性方法使膜的性能得到提升。但是這種性能的提升往往是有限的,大多數(shù)的研究并不能從根本上解決問題。AEM仍然因為OH-離子的遷移率較H+離子慢,季銨陽離子基團在堿性條件下易發(fā)生霍夫曼消除等副反應(yīng)的本質(zhì)問題而帶來的離子傳導(dǎo)率和耐堿性不足,無法與酸性膜相提并... 

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 燃料電池概述
        1.1.1 工作原理
        1.1.2 燃料電池的分類
    1.2 聚合物電解質(zhì)膜燃料電池與聚合物電解質(zhì)膜
    1.3 陰離子交換膜的研究進展
        1.3.1 陰離子交換膜主鏈的研究進展
        1.3.2 陰離子交換膜陽離子的研究進展
    1.4 陰離子交換膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        1.4.1 主鏈型
        1.4.2 嵌段型
        1.4.3 側(cè)鏈型
        1.4.4 交聯(lián)型
    1.5 本文研究思路與內(nèi)容
第二章 聚聯(lián)苯哌啶多陽離子交聯(lián)膜的制備與研究
    2.1 引言
    2.2 實驗原料
    2.3 表征方法
    2.4 DBDMAH交聯(lián)劑的合成與表征
    2.5 聚聯(lián)苯哌啶骨架(PBP)的合成與表征
    2.6 聚聯(lián)苯哌啶多陽離子交聯(lián)膜(PBP-xQ4)的制備
    2.7 聚聯(lián)苯哌啶多陽離子交聯(lián)膜的測試
        2.7.1 結(jié)構(gòu)表征
        2.7.2 微觀結(jié)構(gòu)表征
        2.7.3 IEC,WU,SR性能測試
        2.7.4 離子傳導(dǎo)率測試
        2.7.5 熱穩(wěn)定性測試
        2.7.6 機械性能測試
        2.7.7 堿穩(wěn)定性測試
        2.7.8 單電池性能測試
    2.8 本章小結(jié)
第三章 不同構(gòu)型的聚芳烴哌啶陰離子交換膜的構(gòu)效關(guān)系研究
    3.1 引言
    3.2 實驗原料
    3.3 表征方法
    3.4 DBDMAH交聯(lián)劑的合成
    3.5 聚芳烴哌啶聚合物骨架的合成與表征
        3.5.1 聚間三聯(lián)苯(m-PTP)與聚對三聯(lián)苯(p-PTP)的合成
        3.5.2 二聯(lián)苯-三聯(lián)苯嵌段共聚物(PBP-PTP)的合成
    3.6 聚芳烴哌啶交聯(lián)膜的制備
    3.7 陰離子交換膜的測試
        3.7.1 結(jié)構(gòu)表征
        3.7.2 微觀結(jié)構(gòu)表征
        3.7.3 IEC,WU,SR性能測試
        3.7.4 離子傳導(dǎo)率測試
        3.7.5 熱穩(wěn)定性測試
        3.7.6 堿穩(wěn)定性測試
    3.8 本章小結(jié)
第四章 多陽離子側(cè)鏈型接枝聚間三聯(lián)苯哌啶陰離子交換膜的制備與研究
    4.1 引言
    4.2 實驗原料
    4.3 表征方法
    4.4 TQA陽離子側(cè)鏈的合成與表征
    4.5 m-PTP/TFPE聚合物骨架的制備與表征
        4.5.1 m-PTP/TFPE聚合物骨架的制備
        4.5.2 m-PTP/TFPE聚合物骨架的結(jié)構(gòu)表征
        4.5.3 m-PTP/TFPE聚合物的測試
    4.6 多陽離子側(cè)鏈型接枝聚間三聯(lián)苯哌啶陰離子交換膜的制備
    4.7 多陽離子側(cè)鏈型接枝聚間三聯(lián)苯哌啶陰離子交換膜的測試
        4.7.1 結(jié)構(gòu)表征
        4.7.2 微觀結(jié)構(gòu)表征
        4.7.3 IEC,WU,SR性能測試
        4.7.4 離子傳導(dǎo)率測試
        4.7.5 熱穩(wěn)定性測試
        4.7.6 機械性能測試
        4.7.7 堿穩(wěn)定性測試
        4.7.8 單電池性能測試
    4.8 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
作者與導(dǎo)師簡介
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)探討[J]. 陳少峰,侯蘭鳳.  冶金與材料. 2019(05)
[3]燃料電池用陰離子交換膜的研究進展[J]. 李建永.  信息記錄材料. 2019(03)
[4]燃料電池用堿性陰離子交換膜鏈結(jié)構(gòu)調(diào)控研究進展[J]. 司江菊,盧善富,相艷.  科學(xué)通報. 2019(02)
[5]新能源汽車電池膜材料服役性能與使用壽命研究進展[J]. 李永,宋健,楊捷.  科學(xué)通報. 2012(27)
[6]燃料電池概述[J]. 劉建國,孫公權(quán).  物理. 2004(02)
[7]燃料電池的原理、技術(shù)狀態(tài)與展望[J]. 衣寶廉.  電池工業(yè). 2003(01)



本文編號：3684187