質子交換膜雜質的電化學阻抗檢測及其質子化.pdf

1、質子交換膜燃料電池(Proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)是一種將化學能轉化為電能的裝置。它具有低污染，能量轉化率高、不受卡諾循環(huán)限制，啟動快等優(yōu)點。在傳統(tǒng)的化石能源消耗殆盡的今天，新能源的開發(fā)顯得尤為迫切。質子交換膜燃料電池的這些優(yōu)點決定了它在未來新能源中扮演著重要角色。
　　 燃料電池在使用過程中，一直處于極為復雜的環(huán)境中，難免在燃料電池中出現各種雜質，燃料電池的組件在制備過程中也

2、會給電池本身帶來雜質?，F有的研究表明，外界引入雜質，如Ni2+、F-等離子，CO氣體等雜質都會對燃料電池帶來損害，降低燃料電池的性能。如Ni2+離子會造成Nafion膜電導率下降，CO會造成Pt催化劑的中毒，降低其催化能力。離子或氣體雜質對Nafion膜的性能影響已有很多研究，但是對于一些有機物雜質如非離子型表面活性劑TritonX100對Nafion膜造成的影響，Nafion/PTFE復合質子交換膜在制備中帶來的雜質對其本身性能的影響

3、，Nafion/PTFE復合膜中雜質的去除方法等仍缺乏足夠的研究。本文以電化學阻抗譜的方法研究了Na+離子以及表面活性劑Triton X100在Nafion膜、Nafion/PTFE復合膜中的含量與膜的電導率等性能之間的關系，Nafion/PTFE復合膜中雜質的去除方法以及去除雜質對Nafion/PTFE復合膜性能的提升效果。本文通過研究得到以下主要結論：
　　 (1)在Nafion樹脂溶液中加入Na+和Triton X100，

4、然后制備成含有一系列不同雜質含量的Nafion膜。與純Nafion膜相比，加入雜質后Nafion膜的電導率出線明顯的下降。隨著雜質含量的不斷提高，Nafion膜的電導率呈線性下降的趨勢。加入等摩爾數Na+與Triton X100相比較，加入的Na+后Nafion膜的電導率下降更多。也即是，Na+的引入對Nafion膜的電導率危害性更大。
　　 (2)Nafion/PTFE復合膜的質子化能有效降低膜中的雜質含量，從而降低其阻抗，提