【摘要】：質(zhì)子交換膜是燃料電池的關(guān)鍵部件。它需要有良好的質(zhì)子電導(dǎo)率,同時還需要阻隔燃料的滲透。杜邦公司成功商業(yè)化生產(chǎn)的Nafion系列質(zhì)子交換膜具有很高的質(zhì)子傳導(dǎo)率(0.1S/cm)和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,但其依然具有幾個明顯的缺點。比如,價格高昂、燃料滲透率高且在高溫低濕度下失水嚴(yán)重,阻礙了其在燃料電池中的應(yīng)用。制備以磺化聚醚醚酮(SPEEK)為代表的碳?xì)湎禑o氟磺酸膜是替代Nafion的可行方案之一。但SPEEK較低的質(zhì)子電導(dǎo)率制約了其在燃料電池中的實際應(yīng)用。所以,提高SPEEK的質(zhì)子電導(dǎo)率是相關(guān)研究的重點。將具有良好質(zhì)子傳導(dǎo)能力的納米材料作為填料加入聚合物中是提高質(zhì)子交換膜的一種簡單有效的方法,這類材料則通常含有酸根基團。將十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)作為填料加入SPEEK中,當(dāng)填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10%時,質(zhì)子電導(dǎo)率從0.051S/cm提高到0.091S/cm。對電導(dǎo)率進(jìn)行穩(wěn)定性測試,薄膜在水中浸泡120h以上電導(dǎo)率不發(fā)生變化。親水相的增大使得質(zhì)子傳導(dǎo)環(huán)境變好,加入SDBS后,薄膜活化能逐漸降低。磷鎢酸(HPW)與石墨相氮化碳(g-C3N4)水熱法結(jié)合后的納米填料成功解決了HPW在水中的流失問題。粉末的XRD、FTIR、TGA和XPS顯示HPW與g-C3N4有良好的結(jié)合。當(dāng)HPW與g-C3N4的比例為5:1,填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時質(zhì)子交換膜在水中的電導(dǎo)率從0.057S/cm提升到0.086S/cm,在75%濕度及以下時,電導(dǎo)率比純SPEEK高出一個數(shù)量級以上。由于HPW本身的IEC 比較低,摻有HPW/C3N4納米填料的薄膜雖然吸水率和電導(dǎo)率有提高,但是IEC依然有所降低。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM911.4
【圖文】：

圖１－３邋ＨＰＷ的結(jié)構(gòu)逡逑１．５石墨相氮化碳逡逑

圖１－４邋ｇ－Ｃ３Ｎ４的結(jié)構(gòu)逡逑１．６

sDBs的化學(xué)式

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6 王誠;毛宗強;徐景明;謝曉峰;郭建偉;孫大強;;質(zhì)子交換膜燃料電池失效研究[A];第三屆全國氫能學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

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9 劉盛洲;張興鵬;印杰;;嵌段長度對磺酸基嵌段共聚物質(zhì)子交換膜性能的影響研究[A];2006年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會論文集[C];2006年

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7 ;淺談質(zhì)子交換膜燃料電池構(gòu)成及關(guān)鍵輔助系統(tǒng)(下)[N];大同日報;2018年

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9 杞人　燕婷;全球最大質(zhì)子交換膜燃料電池示范電站落戶廣州大學(xué)城[N];科技日報;2010年

10 寧波海順;G復(fù)星 上升空間十分廣闊[N];上海證券報;2006年

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6 馮萌娜;碳納米材料/聚芳醚腈質(zhì)子交換膜的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];電子科技大學(xué);2018年

7 劉晨光;用于質(zhì)子交換膜的磺化聚醚醚酮的合成和性能研究[D];吉林大學(xué);2005年

8 張建魯;質(zhì)子交換膜燃料電池電催化劑和陰極電極結(jié)構(gòu)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)物理研究所）;2005年

9 任素貞;直接甲醇燃料電池用新型質(zhì)子交換膜的研究[D];大連理工大學(xué);2006年

10 王哲;用于燃料電池質(zhì)子交換膜材料的系列磺化聚芳醚砜的合成與性能研究[D];吉林大學(xué);2006年

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本文編號：2800240