本文關(guān)鍵詞：羰基和砜基共交聯(lián)磺化聚酰亞胺質(zhì)子交換膜的高溫燃料電池性能及各向異性

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【摘要】：研究了羰基和砜基共交聯(lián)聚酰亞胺膜M1C和M2C的膜溶脹和質(zhì)子傳導(dǎo)的各向異性,以及在高溫和低濕度條件下燃料電池的發(fā)電和耐久性能.研究結(jié)果表明,M1C和M2C膜厚方向溶脹比砜基交聯(lián)質(zhì)子交換膜(R1C)的小,且無顯著的膜面方向尺寸變化.M1C和M2C的膜厚方向質(zhì)子傳導(dǎo)率明顯大于R1C.溫度、壓力和相對濕度在很大程度上影響了燃料電池的性能.在相同條件下,M1C的燃料電池發(fā)電性能優(yōu)于R1C.90℃時,較高的相對濕度(RH)82%下,M1C和R1C具有與Nafion相近的發(fā)電性能;隨著相對濕度降低到27%,M1C的電池性能顯著降低,但仍高于R1C.隨著操作溫度從90℃提高到110℃,所有質(zhì)子交換膜的性能都大幅下降.在0.2 MPa及RH為49%時,M1C的最大輸出功率比R1C高21%.當(dāng)電池壓力上升至0.3 MPa后,M1C的最大輸出功率從0.2 MPa時的0.17 W/cm~2提高到0.38 W/cm~2.M1C在110℃下連續(xù)運行330 h后性能未見明顯下降,說明羰基和砜基共交聯(lián)的磺化聚酰亞胺質(zhì)子交換膜具有良好的高溫燃料電池耐久性能.
【作者單位】： 北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 羰基和砜基共交聯(lián) 磺化聚酰亞胺 各向異性 質(zhì)子交換膜 燃料電池性能
【基金】：國家自然科學(xué)青年基金(批準(zhǔn)號:21306010) 教育部博士點新教師基金(批準(zhǔn)號:20121101120037) 北京理工大學(xué)�；A(chǔ)研究基金(批準(zhǔn)號:20131042001)資助~~
【分類號】：TB383.2;TM911.4
【正文快照】： 質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種具有能量轉(zhuǎn)換率高及啟動溫度低等特點的發(fā)電裝置.質(zhì)子交換膜(PEM)是PEMFC的核心部件之一,具有傳導(dǎo)質(zhì)子、阻隔燃料和氧化劑及防止電池短路等作用[1].其中,六元環(huán)型磺化聚酰亞胺(SPI)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能,作為PEM具有潛在的應(yīng)用前景[2]

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