燃料電池的核心部件是能夠傳輸離子的離子交換膜,其中質(zhì)子交換膜（PEMs）是能夠傳遞質(zhì)子的離子交換膜,它的性能好壞直接決定著電池的性能和使用壽命。聚苯并咪唑（PBI）具有較好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,而且其氣體滲透性和甲醇滲透率低。然而,由于PBI中的質(zhì)子解離度很低,質(zhì)子傳導(dǎo)率僅為10^-710^-6 S/cm,因而不能直接用于燃料電池。研究人員通常將其摻雜磷酸以獲得較高的質(zhì)子傳導(dǎo)率。但是,由于磷酸并未固定在主鏈上且易溶于水,隨著反應(yīng)進(jìn)行,磷酸容易流失,從而造成電池性能的顯著下降。這是無機(jī)酸摻雜聚合物電解質(zhì)膜所面臨的主要問題。研究表明,聚合離子液體能夠有效的提高膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率,同時(shí)兼具離子液體的特性而不易滲出。本論文先合成聚陽(yáng)離子型離子液體（PIL）,將其引入以聚苯并咪唑?yàn)橹麈湹木酆衔矬w系中,加入交聯(lián)劑KH560,在酸性條件下水解形成共價(jià)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),從而制備了PBI/PIL交聯(lián)復(fù)合型高溫質(zhì)子交換膜。相較于純膜,復(fù)合膜具有優(yōu)異的機(jī)械性能和質(zhì)子傳導(dǎo)率,特別是cPBI-BF₄-40膜在170℃無水條件下質(zhì)子傳導(dǎo)率最高... 

【文章來源】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：53 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

燃料電池的工作原理示意圖

電解質(zhì)膜聚物（PFSI）進(jìn)行了大量修飾，例如Nafion 然是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。低成本芳族聚合物被認(rèn)磺化聚芳醚（SPAES，例如 SPEEK）、磺化對(duì)中溫燃料電池的潛在應(yīng)用引起了極大關(guān)注雜環(huán)如咪唑和三唑則作為高操作溫度和無道，與全氟磺酸離聚物膜相比，一些聚合物具有優(yōu)異的質(zhì)子傳導(dǎo)率和良好的燃料電池性加，盡管有助于提高質(zhì)子傳導(dǎo)率，但相應(yīng)的高性能的 PEMs 是一種有效的方法，但由于期的程度。圖 1.2 為 Nafion 膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)化聚酰亞胺（SPI）膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。

.3 磺化聚芳醚酮（SPAEK）和磺化聚酰亞胺（SPI）膜的化學(xué)結(jié)合物電解質(zhì)膜年中，對(duì)高溫質(zhì)子交換膜燃料電池（HT-PEMFCs）的發(fā)新型膜材料和催化劑方面[12]。120-180 °C 范圍內(nèi)作溫度所面臨的問題。120 °C 的下邊界溫度可以避免是為了避免電池性能急劇下降。然而，溫度對(duì)電荷轉(zhuǎn)移度的升高，轉(zhuǎn)移阻力降低，這將導(dǎo)致燃料電池中更有效到更高的溫度，氧化還原反應(yīng)（ORR）將會(huì)增加，從而提，在高于 140 °C 的較高溫度下，CO 耐受性增加[13]。高溫度的聚合物電解質(zhì)膜是使用兩性聚合物聚苯并咪可以摻雜幾種類型的酸，例如 HCl、HNO3、HClO4和異的熱穩(wěn)定性，較高的質(zhì)子傳導(dǎo)率且在高溫下具有非今為止唯一符合美國(guó)能源部高溫膜標(biāo)準(zhǔn)的膜。摻雜磷Grotthuss 機(jī)理”，如下所示[16]


本文編號(hào)：2987018