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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 化学工程
题名: 燃料电池用阴离子交换膜的制备与性能研究
作者: 鲁望婷
答辩日期: 2013-11-12
导师: 邵志刚
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: 本论文主要针对燃料电池用阴离子交换膜(AEM)进行研究。首先,以低毒的1,4-二氯甲氧基丁烷为氯甲基化试剂,以难挥发的浓硫酸为溶剂和催化剂,成功进行了聚芳醚结构聚合物的氯甲基化改性,并以沸点较高的N, N, N’, N’-四甲基-1,6-己二胺(TMHDA)作为季铵化试剂和交联剂制备了性能优良的交联型季铵化聚芳醚砜酮AEM。其次,以氯甲基化聚醚砜为基膜,制备了咪唑功能化的AEM与离子交换树脂溶液(AEI)。在此基础上,以咪唑功能化的聚醚砜为AEM和AEI组装了电池,并研究了催化层AEI用量对电池性能的影响。然后,以含二甲氨基的聚乙烯缩醛(PVAc)为高分子交联剂制备了交联型聚乙烯苄基氯(PVBC)阴离子交换膜(PVAc-c-PVBC/OH)。以PVAc(1)-c-PVBC(1)/OH(PVAc与PVBC质量比为1:1)为AEM组装的碱性H2/O2燃料电池,在40℃下的最高功率密度可达125 mW cm-2。最后,以化学稳定性好、机械性能优良的聚苯并咪唑(PBI)为高分子交联剂,以1,4-二氮杂二环辛烷(DABCO)为季铵化试剂,制备了交联型PVBC基AEM(PBI-c-PVBC/OH)。研究发现, PBI-c-PVBC/OH膜室温离子电导率大于20 mS cm-1,而其溶胀度仅有~13%,并且几乎不随温度升高而变大。以PBI-c-PVBC/OH为AEM的碱性H2/O2燃料电池,在50℃下的最高功率密度可以达到230 mW cm-2,且在恒电流和开路寿命测试中表现出了良好的稳定性。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/119833
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鲁望婷. 燃料电池用阴离子交换膜的制备与性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013.
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