羰基和砜基共交联磺化聚酰亚胺质子交换膜的高温燃料电池性能及各向异性

发布时间：2017-08-18 13:01

  本文关键词：羰基和砜基共交联磺化聚酰亚胺质子交换膜的高温燃料电池性能及各向异性

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【摘要】：研究了羰基和砜基共交联聚酰亚胺膜M1C和M2C的膜溶胀和质子传导的各向异性,以及在高温和低湿度条件下燃料电池的发电和耐久性能.研究结果表明,M1C和M2C膜厚方向溶胀比砜基交联质子交换膜(R1C)的小,且无显著的膜面方向尺寸变化.M1C和M2C的膜厚方向质子传导率明显大于R1C.温度、压力和相对湿度在很大程度上影响了燃料电池的性能.在相同条件下,M1C的燃料电池发电性能优于R1C.90℃时,较高的相对湿度(RH)82%下,M1C和R1C具有与Nafion相近的发电性能;随着相对湿度降低到27%,M1C的电池性能显著降低,但仍高于R1C.随着操作温度从90℃提高到110℃,所有质子交换膜的性能都大幅下降.在0.2 MPa及RH为49%时,M1C的最大输出功率比R1C高21%.当电池压力上升至0.3 MPa后,M1C的最大输出功率从0.2 MPa时的0.17 W/cm~2提高到0.38 W/cm~2.M1C在110℃下连续运行330 h后性能未见明显下降,说明羰基和砜基共交联的磺化聚酰亚胺质子交换膜具有良好的高温燃料电池耐久性能.
【作者单位】： 北京理工大学化工与环境学院;
【关键词】： 羰基和砜基共交联 磺化聚酰亚胺 各向异性 质子交换膜 燃料电池性能
【基金】：国家自然科学青年基金(批准号:21306010) 教育部博士点新教师基金(批准号:20121101120037) 北京理工大学校基础研究基金(批准号:20131042001)资助~~
【分类号】：TB383.2;TM911.4
【正文快照】： 质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种具有能量转换率高及启动温度低等特点的发电装置.质子交换膜(PEM)是PEMFC的核心部件之一,具有传导质子、阻隔燃料和氧化剂及防止电池短路等作用[1].其中,六元环型磺化聚酰亚胺(SPI)具有优异的热稳定性和机械性能,作为PEM具有潜在的应用前景[2]

【参考文献】

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本文编号：694692