發(fā)布時間：2021-06-02 20:03

　　堿性聚合物膜燃料電池使用堿性陰離子交換復合膜為電解質(zhì),具有反應(yīng)動力學快、燃料滲透率低、不會生成碳酸鹽、CO中毒概率小可以使用非鉑催化劑等優(yōu)點,特別是近年來成為研究熱點。然而,由于氫氧根離子（OH-）的擴散速率僅為氫離子（H+）的1/4,因此獲得較高的電導率、降低活化極化,對堿性陰離子交換復合膜尤為重要。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)展的一個重要因素。本論文通過物理-化學雙交聯(lián)法設(shè)計、制備了基于聚乙烯醇／聚二甲基二烯丙基氯化銨的交換復合膜（PVA/PDDA-OH-）并成功應(yīng)用于燃料電池。該類復合膜由于PDDA特殊的五元環(huán)結(jié)構(gòu),加之物理-化學雙交聯(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-堿性陰離子交換復合膜不僅具有高的離子傳導率（>10-2S cm-1）,同時表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性和力學強度。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】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：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
        1.1.3 燃料電池的分類
    1.2 堿性陰離子交換復合膜燃料電池
        1.2.1 堿性陰離子交換復合膜燃料電池的基本原理
        1.2.2 堿性陰離子交換復合膜燃料電池的優(yōu)缺點
    1.3 堿性陰離子交換復合膜
        1.3.1 均相堿性陰離子交換復合膜
        1.3.2 異相堿性陰離子交換復合膜
        1.3.3 互穿/半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)堿性陰離子交換復合膜
    1.4 本課題提出的意義、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.4.1 本課題提出的意義
        1.4.2 本課題研究內(nèi)容
        1.4.3 本課題創(chuàng)新點
第二章 實驗原理及方法
    2.1 實驗試劑與儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器和設(shè)備
    2.2 堿性陰離子交換復合膜的制備
    2.3 堿性陰離子交換復合膜的性能表征
        2.3.1 電導率的測定
        2.3.2 含水率的測定
        2.3.3 離子交換容量的測定
        2.3.4 機械性能的測定
        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試
第三章 組分效應(yīng)對PVA/PDDA堿性陰離子交換復合膜的影響及燃料電池應(yīng)用研究
    3.1 引言
    3.2 實驗步驟
        3.2.1 PVA/PDDA-OH-堿性陰離子交換復合膜的制備
        3.2.2 PVA/PDDA-OH-堿性陰離子交換復合膜的性能表征
        3.2.3 膜電極制備及單電池性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 紅外光譜表征
        3.3.2 電導率和含水率
        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 溫度與電導率的關(guān)系
        3.3.5 穩(wěn)定性
        3.3.6 單電池性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 分子量效應(yīng)對PVA/PDDA堿性陰離子交換復合膜的影響及燃料電池應(yīng)用研究
    4.1 引言
    4.2 實驗步驟
        4.2.1 PVA/PDDA-OH堿性陰離子交換復合膜的制備
        4.2.2 PVA/PDDA-OH堿性陰離子交換復合膜的性能表征
        4.2.3 膜電極制備及單電池性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 紅外光譜表征
        4.3.2 場發(fā)射掃描電鏡分析
        4.3.3 熱重分析
        4.3.4 機械強度及溶脹性
        4.3.5 電導率和含水率
        4.3.6 穩(wěn)定性
        4.3.7 單電池性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 碳納米管添加效應(yīng)對PVA/PDDA堿性陰離子交換復合膜的影響及燃料電池應(yīng)用研究
    5.1 引言
    5.2 實驗步驟
        5.2.1 PVA/PDDA/MWCNTs堿性陰離子交換復合膜的制備
        5.2.2 PVA/PDDA-OH堿性陰離子交換復合膜的性能表征
        5.2.3 膜電極制備及單電池性能測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 紅外光譜表征
        5.3.2 場發(fā)射掃描電鏡分析
        5.3.3 電導率和含水率
        5.3.4 穩(wěn)定性
        5.3.5 單電池性能測試
    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
附錄一 縮寫及符號說明
攻讀碩士學位期間的主要科研成果
致謝



本文編號：3210666