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学科主题: 物理化学
题名: 磺化聚醚醚酮及其复合质子交换膜在燃料电池中的性能研究
作者: 张 宇
答辩日期: 2008-05-13
导师: 张华民
专业: 化学工程
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 本论文以降低质子交换膜成本、提高性能为目的,选择磺化聚醚醚酮(SPEEK)作为研究对象,制备并考察了SPEEK质子交换膜物理化学性质、电化学性质以及燃料电池性能。然后,针对SPEEK膜在PEMFC中存在的问题,制备了基于SPEEK聚合物的“高温/低增湿复合膜”、“自增湿复合膜”和“抗氧化多层复合膜”。 首先,制备SPEEK/PBI酸-碱共混膜并在此基础上添加二氧化硅担载硫酸氧锆粒子(SZ-SiO2)制备SPEEK/PBI/SZ-SiO2复合膜。单电池测试表明该复合膜在110 oC、反应气相对湿度70%的条件最大输出功率密度为0.67 Wcm-2。 其次,将具有吸湿性和导质子性的硫酸氧锆(缩写为SZ)和磷钨酸铯(缩写为Cs2.5) 粒子作为载体制备了Pt-SZ和Pt-Cs2.5催化剂,并分别掺杂在SPEEK膜中制备了SPEEK/Pt-SZ及SPEEK/Pt-Cs2.5自增湿复合膜。用这两种复合膜组装的PEMFC在无外增湿运行条件下最高输出功率分别为1.0和1.1 Wcm-2。 最后,采用表面化学交联的方法在SPEEK膜两侧各紧密附着一层Nafion膜制备了Nafion/SPEEK/Nafion抗氧化多层复合膜。过氧化氢溶液测试和开路电压测试表明Nafion保护层的存在缓解了SPEEK膜在燃料电池运行条件下的化学降解。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/114909
Appears in Collections:中国科学院大连化学物理研究所_学位论文

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张 宇. 磺化聚醚醚酮及其复合质子交换膜在燃料电池中的性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2008.
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