The invention discloses a high conductivity crosslinked polybenzimidazole / polyethylene three triazole high temperature proton exchange membrane and a preparation method thereof, with polybenzimidazole polymer skeleton, with 1 vinyl 1,2,4 three triazole as crosslinking agent by self crosslinking form cross-linked type high temperature proton exchange membrane. The invention provides a crosslinked polystyrene with high conductivity and imidazole / polyethylene three triazole high temperature proton exchange membrane in non humidification condition has the better ability of proton conductivity and excellent dimensional stability, effectively solves the problem of swelling after polybenzimidazole phosphoric acid, can be used as proton exchange membrane used in high temperature proton exchange membrane fuel cell, direct methanol fuel cell, electrochemical sensors or other electrochemical devices.
【技术实现步骤摘要】
一种具有高电导率的交联型聚苯并咪唑/聚乙烯三氮唑高温质子交换膜及其制备方法
本专利技术属于燃料电池材料
,具体涉及一种具有高电导率的交联型聚苯并咪唑/聚乙烯三氮唑高温质子交换膜及其制备方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种高效、清洁、环境友好的发电装置,是电动汽车的理想动力源,亦可作为分散电站、潜艇及航天器等军用电源或便携式电源等,具有十分广阔的应用前景。然而目前广泛使用的是以Nafion®为代表的全氟型磺酸膜燃料电池,但这类质子交换膜的质子导电能力受膜内水含量和温度的影响极大,阻醇性能差,PEMFC的工作温度不能超过80℃。由于PEMFC受工作温度的限制,使得它在实际应用时面临CO耐受性差、系统的水热管理困难等问题。因此将PEMFC运行温度提高到100℃以上,就能有效地克服传统Nafion基PEMFC的上述问题,这一类型的燃料电池(FC)通常称之为高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC),是PEMFC技术的一个重要的发展方向。HT-PEMFC系统有如下优点:1)电化学反应速率提高,有效降低了阴极电化学极化过电位,允许降低催化剂担量,允许使用非铂催化剂;2)对反应气体的增湿要求降低;3)电池内水以气相存在简化了水热管理;此外,HT-PEMFC在一定程度上简化了FC冷却系统。鉴于HT-PEMFC诱人的发展前景,国内外广泛开展了HT-PEMFC关键材料的研制,包括高温质子交换膜、催化剂和载体等,并取得了较好的初步结果,其中高温质子交换膜是研究的热点之一。目前对于HT-PEMFC质子交换膜的研究主要集中在聚苯并咪唑(PBI)上,它于19 ...
【技术保护点】
一种具有高电导率的交联型聚苯并咪唑/聚乙烯三氮唑高温质子交换膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将0.2~1 g聚苯并咪唑溶解于5~10 mL高沸点溶剂中,搅拌溶解后,加入相同质量的三氮唑基聚乙烯,搅拌直至溶解;(2)再将溶液放入油浴中,50~100 ℃下搅拌,反应12~48 h;(3)将溶液中继续加入5~10 mL高沸点溶剂,搅拌30 min后,倒入铸膜板中,60~80 ℃下将溶剂蒸干,将得到的高温质子交换膜小心揭下,浸泡在乙醇中,洗涤后干燥;(4)将干燥后的交联型高温质子交换膜浸泡在磷酸溶液中,60~120 ℃下浸渍24~48 h,后取出,得到高温质子交换膜。
【技术特征摘要】
1.一种具有高电导率的交联型聚苯并咪唑/聚乙烯三氮唑高温质子交换膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将0.2~1g聚苯并咪唑溶解于5~10mL高沸点溶剂中,搅拌溶解后,加入相同质量的三氮唑基聚乙烯,搅拌直至溶解;(2)再将溶液放入油浴中,50~100℃下搅拌,反应12~48h;(3)将溶液中继续加入5~10mL高沸点溶剂,搅拌30min后,倒入铸膜板中,60~80℃下将溶剂蒸干,将得到的高温质子交换膜小心揭下,浸泡在乙醇中,洗涤后干燥;(4)将干燥后的交联型高温质子交换膜浸泡在磷酸溶液中,60~120℃下浸渍24~48h,后取出,得到高温质子交换膜。2.根据权利要求1所述的具有高电导率的交联型聚苯并咪唑/聚乙烯三氮唑高温质子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)、(3)中所述高沸点溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。3.根据权利要求1所述的具有高电...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘会雪,于书淳,马晓星,何春霞,李慧,郭会娟,
申请(专利权)人:黄河科技学院,
类型:发明
国别省市:河南,41
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