复合质子交换膜及其制备方法、燃料电池技术

本发明专利技术实施例公开了一种复合质子交换膜及其制备方法、燃料电池，复合质子交换膜，包括磷酸和磺化三氧化钨纳米颗粒，所述磷酸和所述磺化三氧化钨纳米颗粒均分散于所述PI基体中，所述磺化三氧化钨纳米颗粒包括三氧化钨纳米颗粒和结合在所述三氧化钨纳米颗粒上的‑SO

【技术实现步骤摘要】
复合质子交换膜及其制备方法、燃料电池
本专利技术涉及燃料电池，更具体地，涉及一种复合质子交换膜及其制备方法、燃料电池。
技术介绍
质子交换膜(ProtonExchangeMembrane，简称PEM)是质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembraneFuelCell，简称PEMFC)中最重要的部件之一。质子交换膜的功能是传导质子(H+)，同时将阳极的燃料与阴极的氧化剂隔离开。在质子交换膜的高分子结构中，含有多种离子基团，只允许氢离子H+穿过，其它离子、气体及液体均不能通过。目前，全氟磺酸膜Nafion系列膜是迄今研究最多且商用应用最广的质子交换膜，但是，Nafion膜的成本过高，同时，由于Nafion膜传导质子主要通过水来传递，在高温的工作环境下(大于100℃)，水被蒸发，其质子传导率急剧下降，上述缺点限制了Nafion膜的推广应用。因此，开发高效、低成本的新型质子交换膜成为PEMFC领域亟待解决的关键问题。为了克服上述Nafion膜的缺点，高温质子交换膜成为研究的热点。高温质子交换膜是指提高质子交换膜的使用温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合质子交换膜，其特征在于，包括PI基体、磷酸和磺化三氧化钨纳米颗粒，所述磷酸和所述磺化三氧化钨纳米颗粒均分散于所述PI基体中，所述磺化三氧化钨纳米颗粒包括三氧化钨纳米颗粒和结合在所述三氧化钨纳米颗粒上的-SO

【技术特征摘要】
1.一种复合质子交换膜，其特征在于，包括PI基体、磷酸和磺化三氧化钨纳米颗粒，所述磷酸和所述磺化三氧化钨纳米颗粒均分散于所述PI基体中，所述磺化三氧化钨纳米颗粒包括三氧化钨纳米颗粒和结合在所述三氧化钨纳米颗粒上的-SO3H基团。


2.根据权利要求1所述的复合质子交换膜，其特征在于，所述PI基体中的PI高分子聚合物定向排列。


3.根据权利要求1或2任意一项所述的复合质子交换膜，其特征在于，所述磺化三氧化钨纳米颗粒占所述复合质子交换膜的质量百分数为5％～10％。


4.根据权利要求3所述的复合质子交换膜，其特征在于，所述磷酸在所述PI基体中的掺杂量以每个PI重复单元所含磷酸的分子数表示，所述磷酸在所述PI基体中的掺杂量为0.042～0.168。


5.根据权利要求1或2任意一项所述的复合质子交换膜，其特征在于，所述PI基体的结构式为其中，所述R为所述R’为


6.一种复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤
提供磺化三氧化钨纳米颗粒；
将含二胺的化合物和含二酐的化合物溶解于非质子溶剂中，发生反应，得到聚酰胺酸溶液；
将所述磺化三氧化钨纳米颗粒分散于有机溶剂，得到分散液；
将所述分散液和所述聚酰胺酸溶液混合均匀，得到混合液；
将所述混合液置于流延载体上，对所述混合液进行加热，使所述混合液固化，得到膜半成品；以及
将所述膜半成品浸泡在磷酸溶液中，得到所述复合质子交换膜。


7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述对所述混合液进行加热的操作为：在施加电场的情况下对所述混合液进行加热；
所述电场的电压梯度为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦黑德·玛兹那尼，王安闽，姚文东，
申请(专利权)人：深圳氢时代新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44