氫能時(shí)代的來臨推動了氫燃料電池的發(fā)展,尤其在作為車用動力以及便攜式電源方面,氫燃料電池被寄予厚望。目前發(fā)展最為成熟的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)已實(shí)現(xiàn)了乘用車的小范圍應(yīng)用,但是PEMFC的強(qiáng)酸性工作環(huán)境使之無法擺脫對貴金屬催化劑的依賴,催化劑高成本以及貴金屬低儲量成了PEMFC大規(guī)模應(yīng)用的阻礙。堿性聚合物電解質(zhì)燃料電池(APEFC)保留了PEMFC的優(yōu)點(diǎn),包括可低溫啟動、功率密度高、結(jié)構(gòu)緊湊等,同時(shí)堿性工作環(huán)境提高了非貴金屬催化劑使用的可能性。因此,APEFC受到日漸增長的關(guān)注。作為APEFC的重要組件之一,堿性聚合物電解質(zhì)(APE)的研究至關(guān)重要。目前已有多種兼具高離子電導(dǎo)率與優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性的APE隔膜材料可供研究,但是,大部分APE隔膜材料在電池功率密度與運(yùn)行穩(wěn)定性方面表現(xiàn)不佳。原因可能在于APEFC運(yùn)行時(shí),陰陽極電化學(xué)反應(yīng)帶來H₂O的消耗與生成,膜電極含水量處于動態(tài)變化過程。APE隔膜材料發(fā)生多次溶脹-收縮,帶來了機(jī)械性能的變化,影響電池耐久性。認(rèn)識到基于工程塑料改性的APE材料存在高離子電導(dǎo)率與尺寸穩(wěn)定性的矛盾,從具有優(yōu)異耐堿性及機(jī)械性能的聚醚醚酮(P...

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.12014年全球幾大國家溫室氣體排放統(tǒng)計(jì)，來源于CAIT[12]

圖1.2燃料電池類型匯總[27]

圖1.3Nafion結(jié)構(gòu)式及微觀相分離結(jié)構(gòu)示意圖

圖1.4PEMFC工作原理

本文編號：3928370