一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜及制备方法技术

本发明专利技术提出一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜及制备方法，将中空纤维浸入热熔的聚乙二醇相变材料，吸附聚乙二醇后进行纺织，得到纺织层；将明胶分散于二氧化硅气凝胶分散均匀，使明胶均匀吸附在二氧化硅气凝胶的微孔内，冷凝分散得到负载明胶微粒；将金属铂与石墨烯研磨负载得到金属铂负载微粒；将金属铂负载微粒加入到Nafion溶液中分散，然后浸入聚四氟乙烯微孔膜，干燥，得到一聚四氟乙烯微孔膜为网络骨架的全氟磺酸聚合物复合膜，然后在膜的靠阳极面喷涂明胶微粒，并贴附纺织层。本发明专利技术质子交换膜，膜中聚乙二醇、二氧化硅气凝胶等组分微调节膜内的水平衡的目的，具有良好的自增湿控水特性，从而实现良好的自增湿性和增湿管理。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜及制备方法
本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜及制备方法。
技术介绍
燃料电池电动汽车研发在国际范围内蓬勃兴起。质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell,PEMFC)具有能量转化率高、功率密度高、启动快和无污染等优点，成为燃料电池电动汽车的首选技术。目前，影响燃料电池汽车商业化的主要技术难点来自于燃料电池的寿命与成本。车用燃料电池耐久性欠佳，主原因是车载工况对燃料电池的影响。质子交换膜是质子交换燃料电池的核心组件，它在燃料电池中起到两个重要作用，一是作为电解质提供氢离子通道，二是作为隔膜隔离两极反应气体。质子交换膜性能的优劣直接影响着燃料电池的工作性能、成本和应用前景，是燃料电池的技术关键。燃料电池在运行时阴极生成的水会向阳极扩散，而阳极水分子会随质子向阴极迁移，但是膜两侧的净水传递却是由阳极流向阴极，结果导致阳极侧的电解质膜水化不充分，而阴极较水分过多。燃料电池的电化学反应发生在水/气/质子界面，过量的水会稀释气体反应浓度，影响反应效率，影响质子交换膜质子传导能力，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜，其特征在于，包括：纺织层、明胶微粒层、聚四氟乙烯微孔膜为网络骨架的全氟磺酸聚合物复合膜层，其中所述纺织层的厚度为50‑100 μm，所述明胶微粒层的厚度为15‑170 μm，所述聚四氟乙烯微孔膜为网络骨架的全氟磺酸聚合物复合膜层的厚度为100‑300 μm。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜，其特征在于，包括：纺织层、明胶微粒层、聚四氟乙烯微孔膜为网络骨架的全氟磺酸聚合物复合膜层，其中所述纺织层的厚度为50-100μm，所述明胶微粒层的厚度为15-170μm，所述聚四氟乙烯微孔膜为网络骨架的全氟磺酸聚合物复合膜层的厚度为100-300μm。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜，其特征在于，所述纺织层由中空纤维构成，纤维负载有聚乙二醇，所述中空纤维为超高分子量聚乙烯中空纤维、中空碳纤维中的一种，其线径为1-5μm，比表面积为1020-3200m2g-1，其中聚乙二醇的负载量为10%-25%。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜，其特征在于，所述明胶微粒层由明胶均匀吸附在二氧化硅气凝胶的微孔内构成，其中明胶的负载量为35%-60%，所述二氧化硅气凝胶微粒的粒径为3-8μm，孔径为10-300nm。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜，其特征在于，所述聚四氟乙烯微孔膜为网络骨架的全氟磺酸聚合物复合膜，所述聚四氟乙烯微孔膜的孔径为1-3μm，厚度为20-50μm，其外包裹着氟磺酸聚合物膜，氟磺酸聚合物中含有金属铂/石墨烯微粒，其中金属铂/石墨烯微粒的粒径为10-30nm，各组分的质量分数为30%-40%的聚四氟乙烯微孔膜、50-60%的氟磺酸聚合物、6-9%的金属铂微粒、1-4%的石墨烯。5.如权利要求1-4任一权项所述的一种燃料电池用自增湿控水质子交换膜的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：（1）将所述中空纤维浸入加热熔融的聚乙二醇相变材料，吸附聚乙二醇2-10小时后，取出自然降温，得到负载聚乙二醇的中空纤维，再进行纺织，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，曾军堂，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51