燃料電池用全氟磺酸質(zhì)子交換膜制備與性能研究.pdf

1、本文利用溶液澆注成膜的方法,利用一系列的成膜方式,制備了不同交換容量的全氟磺酸質(zhì)子交換膜。測定了制得的質(zhì)子交換膜的含水率、溶脹度、密度、質(zhì)子電導(dǎo)率和甲醇透過系數(shù)等。研究發(fā)現(xiàn)隨著IEC值的增加,質(zhì)子交換膜的含水率、溶脹度、質(zhì)子電導(dǎo)率和甲醇透過系數(shù)均隨之增加;隨著成膜溫度的提高,質(zhì)子交換膜的含水率、溶脹度、質(zhì)子電導(dǎo)率和甲醇透過系數(shù)均隨之降低,機(jī)械強(qiáng)度隨著成膜溫度的提高而增加。實驗結(jié)果表明,IEC值為0.91在成膜溫度為200℃時制得的質(zhì)子交

2、換膜具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和選擇系數(shù)。這說明了交換容量和成膜溫度都對溶液澆鑄法制備的質(zhì)子交換膜的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能有著重要影響。較低的交換容量和較高的成膜溫度使得全氟磺酸質(zhì)子交換膜形成致密的基體和較完善的晶體結(jié)構(gòu),而親水的離子通道則受到影響。利用溶膠-凝膠法將親水的二氧化硅和無機(jī)質(zhì)子導(dǎo)體磷鎢酸引入到全氟磺酸質(zhì)子交換膜中,得到磷鎢酸/二氧化硅/全氟磺酸復(fù)合膜。測定了不同摻雜量的復(fù)合膜的含水率、溶脹度、電導(dǎo)率、甲醇透過系數(shù)等。研究發(fā)現(xiàn),隨著摻雜