一种自控制水分的燃料电池质子交换膜及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种自控制水分的燃料电池质子交换膜及制备方法，使用全氟磺酸树脂作为原料，将其加入二甲基乙酰胺与甲苯的混合溶液中进行回流，回流温度为150‑160℃，时间12h，之后在含有碳酸钾的0℃冰水混合物中快速冷凝，获得在在水相中分散的有机悬浊液，过滤烘干后获得粉体材料，将粉体材料加入N‑甲基吡咯烷酮溶剂在基底材料上进行浇铸成膜，在惰性气氛下缓慢蒸干溶剂，之后置于真空烘箱烘干12h，获得无机盐掺杂的有机膜材。将膜材至于氯化钠溶液中进行反电渗析后在浓硫酸中进行热处理，通过洗涤、干燥后将膜材置于等离子体中进行疏水改性，获得表面具有大量裂纹的质子交换膜材料。

A proton exchange membrane for fuel cell with self-controlling water content and its preparation method

The present invention provides a proton exchange membrane for fuel cell with self-control water content and a preparation method. Using perfluorosulfonic acid resin as raw material, it is added into the mixed solution of dimethylacetamide and toluene to reflux. The reflux temperature is 150 160 (?) C for 12 hours, and then condenses rapidly in the 0 (?) C ice-water mixture containing potassium carbonate to obtain dispersed organic suspension in water phase. The powders were filtered and dried, then the powders were added to N_methyl pyrrolidone solvent to form a film on the base material. The solvents were slowly evaporated in inert atmosphere, and then dried in vacuum oven for 12 hours to obtain inorganic salt-doped organic membrane materials. After reverse electrodialysis in sodium chloride solution and heat treatment in concentrated sulphuric acid, the membrane was hydrophobically modified in plasma after washing and drying to obtain proton exchange membrane materials with a large number of cracks on the surface.

【技术实现步骤摘要】
一种自控制水分的燃料电池质子交换膜及制备方法
本专利技术属于燃料电池领域，具体涉及一种自控制水分的燃料电池质子交换膜及制备方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell，英文简称PEMFC)是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。由于质子交换膜只能传导质子，因此氢质子可直接穿过质子交换膜到达阴极，而电子只能通过外电路才能到达阴极。当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。以阳极为参考时，阴极电位为1.23V。也即每一单电池的发电电压理论上限为1.23V。接有负载时输出电压取决于输出电流密度，通常在0.5～1V之间。将多个单电池层叠组合就能构成输出电压满足实际负载需要的燃料电池堆(简称电堆)。电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成。将双极板与膜电极三合一组件(MEA)交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自控制水分的燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：S1：使用全氟磺酸树脂作为原料，将其加入到二甲基乙酰胺与甲苯的混合溶液中进行回流；S2：在含有碳酸钾的0℃冰水混合物中快速冷凝，获得在在水相中分散的有机悬浊液，过滤烘干后获得粉体材料；S3：将粉体材料加入N‑甲基吡咯烷酮溶剂在基底材料上进行浇铸成膜；S4：在惰性气氛下缓慢蒸干溶剂，之后置于真空烘箱烘干12h，获得无机盐掺杂的有机膜材；S5：将膜材至于氯化钠溶液中进行反电渗析后在浓硫酸中进行热处理，通过洗涤、干燥后将膜材置于等离子体中进行疏水改性，获得表面具有大量裂纹的质子交换膜材料。

【技术特征摘要】
1.一种自控制水分的燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：S1：使用全氟磺酸树脂作为原料，将其加入到二甲基乙酰胺与甲苯的混合溶液中进行回流；S2：在含有碳酸钾的0℃冰水混合物中快速冷凝，获得在在水相中分散的有机悬浊液，过滤烘干后获得粉体材料；S3：将粉体材料加入N-甲基吡咯烷酮溶剂在基底材料上进行浇铸成膜；S4：在惰性气氛下缓慢蒸干溶剂，之后置于真空烘箱烘干12h，获得无机盐掺杂的有机膜材；S5：将膜材至于氯化钠溶液中进行反电渗析后在浓硫酸中进行热处理，通过洗涤、干燥后将膜材置于等离子体中进行疏水改性，获得表面具有大量裂纹的质子交换膜材料。2.根据权利要求1所述一种自控制水分的燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述回流温度为150-160℃，时间12h。3.根据权利要求1所述一种自控制水分的燃料电池质子交换膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，廖健淞，
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