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文檔簡介
1、質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)具有功率密度高、能量轉(zhuǎn)換效率高、低溫啟動和無污染等優(yōu)點。其中,質(zhì)子交換膜(PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部件之一,起到傳導(dǎo)質(zhì)子、分隔燃料和氧化劑的雙重功能。但目前廣泛使用的全氟磺酸質(zhì)子交換膜的電導(dǎo)率十分依賴水,在高于100℃工作時,膜的失水會導(dǎo)致電導(dǎo)率的顯著降低。為改善膜的保水性能,研究者們做了很多這方面的工作,其中通過無機納米親水
2、粒子(SiO2,TiO2,ZrO2等)摻入全氟磺酸樹脂內(nèi),是一個重要的方向。但這類方法容易導(dǎo)致膜的機械性能下降。本文通過向全氟磺酸樹脂內(nèi)添加具有一維孔道結(jié)構(gòu)的坡縷石,以及SiO2修飾的碳納米管,采用澆鑄法制備復(fù)合質(zhì)子交換膜,旨在提高質(zhì)子交換膜的保水性能的同時增強膜的熱機械性能,從而提高在高溫下的質(zhì)子電導(dǎo)率,改善電池的高溫工作性能。坡縷石由于具有一維納米孔道及較大的比面積,具有超強的吸水能力,從而有可能提高復(fù)合膜的含水率和保水性能。坡縷石
3、呈一維棒狀結(jié)構(gòu),TG、DSC、TMA等測試表明其能有效提高膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,增強了復(fù)合膜的熱機械性能。水溶脹性能測試表明坡縷石能夠提高復(fù)合膜的保水性并提高尺寸穩(wěn)定性。交流阻抗測試表明復(fù)合膜的電導(dǎo)率得到提高,因此坡縷石的摻雜能有效增強復(fù)合膜的高溫工作性能。其次,制備了納米SiO2顆粒修飾碳納米管,用于增強質(zhì)子交換膜和提高膜的保水性能。納米SiO2顆粒既提高了復(fù)合膜的保水性能,又能阻斷碳納米管與電子的接觸,并由于復(fù)合膜中碳納米管含量較少,
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