燃料電池用質(zhì)子交換膜結(jié)構(gòu)與性能的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著化石能源的枯竭及環(huán)境保護(hù)需求的巨增，以燃料電池為動力的汽車的發(fā)展越來越迫切，對于燃料電池質(zhì)子交換膜的研究在不斷深入，力求能夠得到性能良好的質(zhì)子交換膜，以應(yīng)用于電池系統(tǒng)中。近年來，全氟磺酸質(zhì)子交換膜、部分氟化質(zhì)子交換膜、無氟質(zhì)子交換膜以及復(fù)合質(zhì)子交換膜的研究都取得了可喜的進(jìn)展，其中，利用Nafion或其它聚合物材料，很多研究者進(jìn)行了靜電紡絲工藝參數(shù)的探索，研究了利用靜電紡絲來制備質(zhì)子交換膜的方法，從而制備出質(zhì)子電導(dǎo)率高、穩(wěn)定性好、氣體

2、滲透率低的纖維膜。本課題在課題組之前成功紡絲Nafion納米纖維的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步探索實(shí)驗(yàn)條件，利用轉(zhuǎn)輥與步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了纖維膜接收的均勻性，得到了厚度均勻、形貌良好的纖維膜，并通過測定所得膜的厚度、質(zhì)子電導(dǎo)率、拉伸強(qiáng)度、吸水率、溶脹率等性能，得到了優(yōu)化條件下的Nafion纖維膜的各項(xiàng)性能。
　　在此基礎(chǔ)上，為了提高Nafion纖維膜的質(zhì)子電導(dǎo)率、力學(xué)強(qiáng)度、水含量等性能，本課題還實(shí)驗(yàn)探索了在Nafion溶液中

3、摻入氧化石墨烯(GO)，以利用GO良好的分散性、與聚合物的兼容性，配制了GO含量(wt)分別為0.05％、0.1％、0.2％的均勻混合溶液，并通過靜電紡絲制備了GO/Nafion復(fù)合纖維膜，研究了GO的摻雜方法以及不同含量時其在納米纖維中的分散規(guī)律，通過測定拉伸強(qiáng)度、質(zhì)子電導(dǎo)率等，研究了GO的摻入對Nafion纖維膜各項(xiàng)性能的影響。
　　在靜電紡絲法成功制備納米纖維膜之后，本課題通過不同的后處理實(shí)驗(yàn)，包括水處理、填充基質(zhì)堵孔以及熱