燃料電池用新型Nafion復合質子交換膜研究.pdf

1、質子交換膜燃料電池因其能量轉化效率高、環(huán)境友好而在近些年備受關注。其中質子交換膜作為以甲醇溶液為燃料的燃料電池的關鍵材料,其性能的好壞直接影響燃料電池的整體性能與使用壽命,目前基于全氟磺酸膜Nafion的改性是提高膜整體性能的重要途徑。
　　 本文著重針對Nafion膜在直接甲醇燃料電池工作條件下,甲醇透過率高的缺點,通過在Nafion樹脂溶液中分布添加一定量的多孔納米二氧化錳顆粒、多孔四氧化三鈷顆粒、磺化的聚苯硫醚顆粒、磺化的

2、聚醚砜組分,利用流延成膜法,制備出相應的復合膜材料,并研究了它們在電池中應用的性能。具體內容如下:1、以多孔納米MnO2為添加劑與Nafion復合成膜。通過測試,發(fā)現(xiàn)隨著多孔MnO2添加量的增加,復合膜的質子傳導率下降；隨著MnO2的添加量的增加,復合膜的甲醇透過率受到明顯的抑制；MnO2／Nafion復合膜的質子傳導率與甲醇透過率之比均低于Nafion膜。
　　 2、以多孔納米Co3O4為添加劑與Nafion復合成膜。通過測試

3、,發(fā)現(xiàn)隨著多孔Co3O4添加量的增加,復合膜的質子傳導率下降；隨著多孔Co3O4添加量的增加,復合膜的甲醇透過率受到明顯的抑制；當Co3O4添加量為1％時,Co3O4／Nafion復合膜的質子傳導率與甲醇透過率之比與Nafion膜相當。
　　 3、以磺化的聚苯硫醚顆粒(SPPS)為添加劑與Nafion復合成膜。通過測試,發(fā)現(xiàn)隨著磺化度的增加,質子傳導率呈增加趨勢；隨著SPPS的添加,復合膜的甲醇透過率受到明顯的抑制；當磺化度為5