直接甲醇燃料电池用阻醇阳离子交换膜的制备及其性能研究

发布时间：2021-12-31 11:41

　　燃料电池（Fuel Cells）是一种可以直接将化学能转化为电能的装置,它具有转化效率高、环境友好等优点,已成为重要的研究方向之一。直接甲醇燃料电池（Direct methanol fuel cell,DMFC）是质子交换膜燃料电池的一种,由于其直接使用甲醇为燃料,不需要预先重整,因而具有一些独特的优势,如:电池结构简单;比能量密度高;燃料来源广泛,成本低廉;燃料储存与运输安全;燃料补充便捷等。离子交换膜是直接甲醇燃料电池的关键部件之一,起着传导离子和分隔阴阳极的作用,开发出高性能、高稳定性和良好抗甲醇渗透能力的离子交换膜至关重要。基于此,本论文采用不同交联剂制备了两种辐射接枝改性的阳离子交换膜,主要研究内容如下:1.以乙烯-四氟乙烯聚合物（ETFE）薄膜为基膜进行预辐射,再接枝苯乙烯（St）,同时采用四甲基二乙烯基二硅氧烷（DTSi）进行交联杂化,然后再使用氯磺酸进行磺化,最后水解制备成有机无机杂化的阳离子交换膜。根据不同交联剂添加量制备了一系列膜并对其进行了结构与性能的表征,研究结果如下:（1）在30℃下,膜的电导率随着交联剂量的增加,先增大后减小。当交联剂添加量为4v%时,电导率... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２直接甲醇燃料电池工作原理??Ｆｉｇ．?１．２?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆＤＭＦＣ??

再将其与美国Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ?Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司生产的Ｐａｒｓｔａｔ?２６３Ａ－??１型先进电化学工作站相连接进行测试，测试使用的扫描频率为０．丨Ｈｚ－１００?ｋＨｚ，??测试温度范围在２０－８０°Ｃ。图２．１为实验室自制电导池示意图。测试结果会显示??出不同频率下的阻抗实部以及虚部，通过分析阻抗谱图可以得到膜的电阻值。??离子交换膜的电导率计算公式为：??８?（Ｓ?／ｃｍ）?＝?Ｌ?．??Ｒ?ｘ?Ａ??２４??

．４）??＼ＥＭ??ｎ木分离ａｓ??图２．３直接甲醇燃料电池测试系统示意图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ＤＭＦＣ?ｓｉｎｇｌｅ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??图２．３为直接甲醇燃料电池测试系统示意图，在测试时，将膜电极制备完??成，按照图２．２所示进行装置，再连接燃料电池测试系统，调试数据即可进行??测试。??２８??

【参考文献】：
期刊论文
[1]质子交换膜燃料电池Pt纳米线电催化剂研究现状[J]. 严泽宇,李冰,杨代军,马建新.  催化学报. 2013(08)
[2]燃料电池发展前景[J]. 孙晓红.  民营科技. 2013(02)
[3]燃料电池技术发展现状[J]. 侯明,衣宝廉.  电源技术. 2008(10)
[4]质子交换膜燃料电池模型研究现状[J]. 刘志祥,毛宗强,王诚.  电池. 2004(01)
[5]辐射接枝法制备离子交换膜的研究现状[J]. 俎建华,吴明红,郁春晖.  离子交换与吸附. 2004(01)
[6]直接甲醇燃料电池的原理、进展和主要技术问题[J]. 刘建国,衣宝廉,魏昭彬.  电源技术. 2001(05)

博士论文
[1]直接甲醇燃料电池膜电极的制备及电化学性能研究[D]. 张健.哈尔滨工业大学 2008
[2]直接甲醇燃料电池膜电极制备及阴极结构研究[D]. 汪国雄.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2006

硕士论文
[1]直接甲醇燃料电池膜电极制作及性能研究[D]. 夏朝阳.武汉大学 2004



本文编号：3560191