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学科主题物理化学
碱性燃料电池聚合物电解质膜的研究
柳鹤
2011-12-07
导师孙公权
专业物理化学
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要碱性聚合物电解质膜燃料电池(APEMFC)有望摆脱铂基催化剂的限制,其主要挑战是 缺少高离子电导率和化学稳定性的碱性聚合物电解质膜(APEM)。本论文围绕提高APEM 的电导率和稳定性,研究了低温和高温环境下APEM 及离子聚合物,结果如下: ⒈ 以四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物膜为基膜,通过辐射接枝法制备了一种季 铵盐型APEM。APEM 在常温高浓度碱液和60℃去离子水中化学稳定性良好,在60℃时 电导率达到0.05S•cm-1。以APEM 为电解质膜的APEMFC 单体电池在60℃时峰值功率密 度达16mWcm-2。 ⒉ 合成了聚N-乙烯基咪唑鎓盐(QPVIm),将其与PBI 共混制备了PBI-QPVIm 共混膜。 与PBI/KOH 膜相比,PBI-QPVIm /KOH 膜的离子传导能力显著增强;共混膜在高温(80℃) 碱中的化学稳定性良好;采用QPVIm-PBI/KOH 为电解质膜的APEMFC 单体电池峰值功 率密度大幅提高。 ⒊ 采用辐射接枝法制备了以聚偏氟乙烯为基底的碱性离子聚合物(QPVDF),将其添 加到催化层中制备的APEMFC 单体电池性能大幅提高,60℃时,峰值功率密度达 4.2mWcm-2。 探索了利用4,4-二氮杂二环[2,2,2]辛烷(DABCO)制备APEMFC 一体化膜电极的方法。 使用DABCO 对氯甲基苯乙烯接枝的PFA 基膜进行季铵化改性,制得离子电导率较高且在 低温下稳定的APEM;使用DABCO 为过渡金属络合物配体制备具有氧还原反应活性的电 催化剂。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116569
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
柳鹤. 碱性燃料电池聚合物电解质膜的研究[D]. 中国科学院研究生院,2011.
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