堿性聚合物膜燃料電池使用堿性陰離子交換復(fù)合膜為電解質(zhì),具有反應(yīng)動(dòng)力學(xué)快、燃料滲透率低、不會(huì)生成碳酸鹽、CO中毒概率小可以使用非鉑催化劑等優(yōu)點(diǎn),特別是近年來成為研究熱點(diǎn)。然而,由于氫氧根離子（OH-）的擴(kuò)散速率僅為氫離子（H+）的1/4,因此獲得較高的電導(dǎo)率、降低活化極化,對(duì)堿性陰離子交換復(fù)合膜尤為重要。另一方面,膜的穩(wěn)定性,尤其是在高濃度的堿液中的耐堿穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性也成為制約堿性陰離子交換膜燃料電池（AAEMFCs）發(fā)展的一個(gè)重要因素。本論文通過物理-化學(xué)雙交聯(lián)法設(shè)計(jì)、制備了基于聚乙烯醇／聚二甲基二烯丙基氯化銨的交換復(fù)合膜（PVA/PDDA-OH-）并成功應(yīng)用于燃料電池。該類復(fù)合膜由于PDDA特殊的五元環(huán)結(jié)構(gòu),加之物理-化學(xué)雙交聯(lián)法在膜內(nèi)部形成的致密網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使制備的PVA/PDDA-OH-堿性陰離子交換復(fù)合膜不僅具有高的離子傳導(dǎo)率（>10-2S cm-1）,同時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和力學(xué)強(qiáng)度。采用傅里葉紅外分析（FTIR）、掃描電鏡（SEM）、熱重分析（TGA）和交流阻抗（AC impedance）等方法詳盡考察了PVA/PDDA堿性陰離子交換膜的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)、微觀形貌、熱穩(wěn)... 

【文章來源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 燃料電池
        1.1.1 燃料電池的基本原理
        1.1.2 燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)
        1.1.3 燃料電池的分類
    1.2 堿性陰離子交換復(fù)合膜燃料電池
        1.2.1 堿性陰離子交換復(fù)合膜燃料電池的基本原理
        1.2.2 堿性陰離子交換復(fù)合膜燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)
    1.3 堿性陰離子交換復(fù)合膜
        1.3.1 均相堿性陰離子交換復(fù)合膜
        1.3.2 異相堿性陰離子交換復(fù)合膜
        1.3.3 互穿/半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)堿性陰離子交換復(fù)合膜
    1.4 本課題提出的意義、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.1 本課題提出的意義
        1.4.2 本課題研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 本課題創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)原理及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
    2.2 堿性陰離子交換復(fù)合膜的制備
    2.3 堿性陰離子交換復(fù)合膜的性能表征
        2.3.1 電導(dǎo)率的測(cè)定
        2.3.2 含水率的測(cè)定
        2.3.3 離子交換容量的測(cè)定
        2.3.4 機(jī)械性能的測(cè)定
        2.3.5 紅外光譜分析(FTIR)
        2.3.6 掃描電鏡分析(SEM)
        2.3.7 熱穩(wěn)定性分析(TGA)
    2.4 膜電極制備及單電池性能測(cè)試
第三章 組分效應(yīng)對(duì)PVA/PDDA堿性陰離子交換復(fù)合膜的影響及燃料電池應(yīng)用研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        3.2.1 PVA/PDDA-OH-堿性陰離子交換復(fù)合膜的制備
        3.2.2 PVA/PDDA-OH-堿性陰離子交換復(fù)合膜的性能表征
        3.2.3 膜電極制備及單電池性能測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 紅外光譜表征
        3.3.2 電導(dǎo)率和含水率
        3.3.3 離子交換容量(IEC)、載流子濃度(C_(OH~-))和載流子遷移率(u_(OH~-))
        3.3.4 溫度與電導(dǎo)率的關(guān)系
        3.3.5 穩(wěn)定性
        3.3.6 單電池性能測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 分子量效應(yīng)對(duì)PVA/PDDA堿性陰離子交換復(fù)合膜的影響及燃料電池應(yīng)用研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.2.1 PVA/PDDA-OH堿性陰離子交換復(fù)合膜的制備
        4.2.2 PVA/PDDA-OH堿性陰離子交換復(fù)合膜的性能表征
        4.2.3 膜電極制備及單電池性能測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 紅外光譜表征
        4.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析
        4.3.3 熱重分析
        4.3.4 機(jī)械強(qiáng)度及溶脹性
        4.3.5 電導(dǎo)率和含水率
        4.3.6 穩(wěn)定性
        4.3.7 單電池性能測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 碳納米管添加效應(yīng)對(duì)PVA/PDDA堿性陰離子交換復(fù)合膜的影響及燃料電池應(yīng)用研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        5.2.1 PVA/PDDA/MWCNTs堿性陰離子交換復(fù)合膜的制備
        5.2.2 PVA/PDDA-OH堿性陰離子交換復(fù)合膜的性能表征
        5.2.3 膜電極制備及單電池性能測(cè)試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 紅外光譜表征
        5.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析
        5.3.3 電導(dǎo)率和含水率
        5.3.4 穩(wěn)定性
        5.3.5 單電池性能測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄一 縮寫及符號(hào)說明
攻讀碩士學(xué)位期間的主要科研成果
致謝



本文編號(hào)：3210666