周道武
,
李海滨
,
谢强
,
邸志岗
,
陈小晶
材料导报
采用溶胶-凝胶法制备P2O5/SiO2溶胶与P2O5/SiO2粉末,之后分别与磺化聚醚醚酮(SPEEK)复合,制得无机/有机复合质子交换膜并研究了两种膜的形貌、力学性能以及质子电导率.与纯SPEEK膜相比,P2O5/SiO2无机成分的引入能显著改善复合膜的质子导电性能.同时,P2O5/SiO2的不同引入方式导致复合膜具有不同的结构,进而引起复合膜力学性能与质子导电性能上的差异.在所制备的无机/有机复合膜中,含有40％ P2O5/SiO2(质量分数)粉末的复合膜的质子电导率达到1.6×10-2 S/cm,其所组装的单电池的开路电压为0.95V,峰值功率密度达到446 mW/cm2.
关键词:
P2O5/SiO2
,
无机/有机
,
质子交换膜
,
溶胶-凝胶
,
燃料电池
杨乐斌
,
沈杭燕
,
舒康颖
材料导报
膜电极三合一组件(MEA)是质子交换膜燃料电池的核心部分,MEA主要包括质子交换膜、催化剂层、气体扩散层.为了提高电池的性能,各国研究者对MEA的组件材料进行了全面的研究.分别从质子交换膜、催化剂层、气体扩散层3个部分综述了近几年来膜电极组件的研究发展.
关键词:
燃料电池
,
质子交换膜
,
催化剂层
,
气体扩散层
,
膜电极组件
韩东梅
,
舒东
,
王拴紧
,
肖敏
,
孟跃中
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2010.01.011
以双酚芴、十氟联苯和磺化二氟酮为单体,合成磺化含氟聚芴醚酮(Sulfonated-fluo-rinated nuorene-containing poly(arylene ether ketone)s,SFPEEK).SFPEEK可溶于极性有机溶剂,具有较高的黏度,易于浇铸形成柔韧透明的薄膜.用其制成的质子交换膜表现出良好的热稳定性和抗水解、抗氧化性能.在相同测试条件下,SFPEEK膜具有与杜邦公司Nation 117膜相当的质子电导率,同时,具有比Nafion 117更好的耐甲醇渗透性能.直接甲醇燃料电池(DMFC)单池测试表明,放电到0.2 V时,用SFPEEK膜制备的单池电流密度可达66 mA/cm~2,电池性能优于相同条件下用Nafion117膜组装的单池(电流密度60 mA/cm~2).
关键词:
全氟化合物
,
双酚芴
,
质子交换膜
,
直接甲醇燃料电池
罗琴
,
王俊
,
涂正凯
,
潘牧
,
万忠民
,
刘志春
,
刘伟
工程热物理学报
本文理论推导出全氟磺酸膜中水的冻结温度与摩尔含水量λ之间的关系式,并采用示差扫描量热法通过实验测试不同水含量下Nation211膜的冻结温度.结果表明:Nation211膜的冻结温度随水含量的增大而升高.当膜中水总含量λ＜7时,膜中水的冻结温度下降到-15℃以下;而当A＜20时,膜中水的冻结温度低于-20℃.理论计算与实验测试数据十分吻合.
关键词:
质子交换膜
,
含水量
,
冻结温度
,
低温启动
刘健美
,
胡朝霞
,
陈珊珊
,
荣艺
,
王明东
,
魏松波
,
陈守文
高分子材料科学与工程
以六氟双酚A（HFBPA）、9,9′-双（4-羟苯基）芴（BHPF）、4,4′-二氟二苯砜及3,3′-二磺酸钠-4,4′-二氟二苯砜为原料,经高温缩聚成功合成了一系列磺化聚芳醚砜（SPAES）,并通过改变BHPF及HFBPA的比例来调节聚合物主链的刚性。结果表明,随刚性组分BHPF含量的增加,SPAES膜吸水率及质子导电率降低、但在水中的稳定性增加。在BHPF与HFBPA的比例为1∶1及磺化度为50%（SPAES50-50）条件下,膜在60℃水中平面和厚度方向的尺寸变化分别为0.12和0.13,电导率达到0.137 S/cm,而经130℃高温水处理200 h后的失重率仅为7%,表明其有望在高温燃料电池中得到应用。
关键词:
质子交换膜
,
刚性
,
膜稳定性
,
质子导电率
杜立广
,
吴雪梅
,
焉晓明
,
贺高红
高分子材料科学与工程
以耐溶胀性能较好的磺化聚芳醚砜酮（SPPESK）和吸水性较强的磺化聚醚醚酮（SPEEK）为原料,制备了SPPESK/SPEEK共混质子交换膜。考察了共混膜的水吸收率,水溶胀度,甲醇水溶胀度,甲醇渗透率及质子传导率和力学性能。80℃时,共混膜具有适当的水吸收（101%）和溶胀度（34%）,较低的甲醇水溶胀度（20%）,较高的质子传导率（0.212 S/cm）,与SPPESK膜相比,质子传导率提高了18%。SPEEK的加入改善了共混膜的柔韧性,断裂拉伸应变从16.48%提高到30.43%。
关键词:
磺化聚芳醚砜酮
,
磺化聚醚醚酮
,
共混
,
甲醇渗透
,
质子交换膜
孙红
,
栾丽华
,
吴铁军
,
唐玉兰
,
王逊
工程热物理学报
质子交换膜燃料电池是最有应用前景的汽车动力替代系统。质子交换膜中的传质是质子交换膜燃料电池性能的控制因素之一。论文从宏观和微观角度分析了质子交换膜中的质子和水分的传递机理，分析了操作参数对质子在质子交换膜中传递的影响。研究发现：外载荷对质子和水分在质子交换膜中的传递有很大影响；（H5O2）＋是水合质子的主要结构形式；通过（H5O2）＋中氢氧键不断形成与断裂，电荷在质子交换膜中得以传递。研究结果对理解质子交换膜中的传质机理及其推广应用具有积极意义。
关键词:
质子交换膜
,
质子
,
分子模拟
,
氢氧键
施奕磊
,
杨腊文
,
蒋仲庆
,
贾志舰
,
蒋仲杰
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.05.020
氧化石墨烯(graphene oxide,GO)和磺酸化氧化石墨烯(sulfonated graphene oxide,SGO)是石墨烯的衍生材料,具有两亲性能、超高的比表面积、良好的电子绝缘性和柔韧性,使其作为掺杂材料在燃料电池、电膜分离过程、扩散渗析、电化学分析和传感等领域具有广泛的应用前景.本文主要综述了GO和SGO在质子交换膜(PEM)中的应用.质子交换膜是燃料电池的重要组成部分,在燃料电池中主要起传导质子和防止燃料渗透的作用.当前商用化的燃料电池电解质膜主要存在质子导电性低、燃料渗透率高、稳定性差等问题.GO和SGO的掺入可以提高膜的质子导电性和稳定性、降低膜的燃料渗透率,因此对提高膜的性能以及燃料电池的性能具有十分重要的作用.本文主要概括了近几年来GO及SGO在质子交换膜中的应用研究进展,并系统地介绍了GO及SGO对Nafion及新型的非氟类聚合物质子交换膜材料性能的影响.
关键词:
氧化石墨烯
,
磺酸化氧化石墨烯
,
质子交换膜
,
燃料电池
,
复合膜
郝燕
,
刘书题
,
郭贵宝
,
班辉
,
赵文广
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.01.014
以聚乙烯醇(PVA)为基体,利用原位合成法制备了二氧化硅(SiO2)和硅钨酸(SiWA)微粒在PVA基质中均匀分布的二氧化硅/硅钨酸改性聚乙烯醇(SiO2/SiWA-m-PVA)质子交换膜,利用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TG)分别对膜的形貌及热稳定性进行了表征,四氯化硅与钨酸钠摩尔比对SiO2/SiWA-m-PVA质子交换膜的质子导电性能、阻醇性能的影响.结果表明,四氯化硅与钨酸钠摩尔比为1∶1时,原位合成的二氧化硅和硅钨酸在质子交换膜中分散均匀,在温度低于100℃时SiO2/SiWA-m-PVA膜保水性能好;室温质子电导率为1.48×10-2 S/cm,甲醇渗透率为1.37×10-7 cm2/s,比相同条件下Nafion117膜甲醇渗透率低一个数量级,应用于直接甲醇燃料电池单电池能量密度可达11.82 mW/cm2.
关键词:
质子交换膜
,
聚乙烯醇
,
原位合成
,
二氧化硅
