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学科主题: 化学工程
题名: 聚苯并咪唑基高温质子交换膜的制备及性能研究
作者: 李进
答辩日期: 2013-05-13
导师: 衣宝廉 ;  李晓锦
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: 高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)有利于提高电极反应动力学,降低催化剂的担量,提高 Pt/C 催化剂 CO 耐受性,改善系统的水热管理。 本论文以聚苯并咪唑/磷酸体系为研究对象,合成聚苯并咪唑,优化了聚苯并咪唑/磷酸复合膜膜电极组件(MEA)制备工艺并测试了其性能,单电池最大功率密度达到 1.53 W cm-2。 其次,在其分子链中引入柔性的醚键,开发了含醚键聚苯并咪唑/磷酸复合膜,研究了磷酸含量对复合膜电导率和机械强度的影响规律,并研究了其电池性能和稳定性,测试表明电池性能突出,单电池最大功率密度达到 1.17 W cm-2、恒定电流运行 100 h,电池电压无衰减。 然后,开发了多孔聚苯并咪唑膜的制备工艺,研究了多孔聚苯并咪唑/磷酸复合膜的质子传导机理,采用恒流放电测试了其电池环境下 200 h 运行稳定性并分析了其性能衰减原因,扫描电镜结果表明电池运行后期催化层与膜出现分层,导致电荷转移电阻增大、电池性能下降。 最后,论文以氧化石墨烯为功能材料探索了氧化石墨烯的增强机理,开发了聚苯并咪唑/氧化石墨烯共混复合膜,测试结果表明论文所开发的氧化石墨烯增强复合膜具有较高的机械性能,浸渍磷酸后其电池也有所提升。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116799
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李进. 聚苯并咪唑基高温质子交换膜的制备及性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013.
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