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改性磺化聚醚醚酮用作直接甲醇燃料电池聚合物电解质膜


维普资讯 http://www.cqvip.com 中国 ? 成都 20 年 1 月 第二届 中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会  07 1 改性磺化聚醚醚酮用作直 接 甲醇燃 料 电池聚合物 电解质 膜  张宏伟 术 ,张俊 ,于非 ,周震 涛  ( 南理 工大 学材料 科 学 与工程 学 院 ,广 州 5 0 4 ) 华 1 6 0  1引言  聚合物电

解质膜燃料电池 ( o m r l t l e e bae ule , E C) P l e e c o t m m r   ecl P MF 是一种能直接将燃料  y  e r y   nf   l 和氧化剂中的 ¨ 化学能转化为电能的电化学装置 ,具有能量转换效率高 、环境友好 、比能量高 ( 相  对于电池 ) 、操作温度低 、启动快的特点 ,可广泛应用于汽车 、电站 、移动电源等领域  。聚合物  电解质膜则是 P MF 中的核心部件 ,起着分隔燃料和氧化剂 、传导离子和绝缘 电子的作用 ,一直  E C 以来 都是燃 料 电池 研究 领域 的热点 。   2实验  磺化聚醚醚酮(P E ) S E K 由聚醚醚酮磺化而得 , 然后将 S E K 与 NN, PE ,. 羰基二咪唑、氨基丙基三  乙氧基硅烷反应一段时间, 接下来加入一定量的原硅酸四乙酯(E S 、 T O ) 水和 l o L的盐酸 , ml / 最后缓  慢滴人经三乙醇胺溶液处理过的磷酸氢锆悬浮液,混合均匀后 即可流延得到改性 S E K复合膜 。 PE   3主要结论  S E K是一种成膜性好 、热性能和机械性能高 、 PE 与甲醇相容性差的刚性骨架聚合物材料 ,只是  磺化度较高的 S E K膜在水 中容易过度溶胀而使得其机械性能劣化[ 。为了改善 S E K膜 的阻醇  PE 5 】 PE 性和溶胀行为,将 S E K与 SO 、磷酸氢锆掺杂制备了复合膜 ,通过对复合膜 结构 、阻醇 性能和  PE i2 直 接 甲醇 燃料 电池 ( MF D C)电池 性 能研究后 得 出以下结论 :   ? S EK分子链之间有共价键形成。 这种因 S 0   PE   i2的引入而在 S EK分子链之 问形成 的共价交联  PE 结构 ,起到限制 SE K高分子链的运动 ,进而阻碍了水分子进入膜材料的内部的作用 ,因而可  PE 有效减 少 SE K 的溶 胀 。 PE 膜   ? 由于 SO 在 S E K基体离子簇 内的生成使得膜 内部的质子通道变得 曲折狭窄 ,更好地阻碍了   i2 P E   体积较大的甲醇分子通过 , 使得复合膜 的甲醇渗透率低于 S E K膜和 N f n 1 膜 。 PE a o l7   i ? 由复合膜组装的 D C的开路电压最高 ,   MF 达到了 0 5 V, P E . 2 S E K膜 的次之 , a o l7 5 N f n l 膜的最  i 低, 这与三种膜各 自 阻醇性能的高低是相一致的。由复合膜组装 的 D C功 率密度最高 , MF 在电  流密度为 8m /   ,其功率密度达到最大( m c ) 8 Ac 时 m 1 W/ 。 5 m2  4参考文献  作者简介 : 张宏伟 男 ,17一)博士 , (96 , 现从 事动力燃料电池聚合物 电解质膜 的研究。 EaI aqu in @6 . m mi :h nijag 13c ; o  电话 :0 03 64 9 。 2 .30 2 8  l   53 维普资讯 http

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