一种含碱性基团的聚合物粘结剂的制备方法和在高温燃料电池中的应用技术

本发明专利技术公开了一种含碱性基团的聚合物粘结剂的制备方法和在高温燃料电池中的应用。本发明专利技术的聚合物粘结剂为一种含碱性基团的醛酮类单体与芳基单体的高分子量共聚物，其主链为无醚键的刚性疏水性芳基骨架，侧链悬挂了碱性基团；本发明专利技术的聚合物粘结剂含碱性基团，可以通过改变碱性基团，调控粘结剂对电解质磷酸的吸附能力，从而调控质子传输能力和尺寸溶胀的平衡，提高催化剂的利用率。该聚合物粘结剂应用于氢氧燃料电池中，经测试，在温度160℃无任何加湿加压操作条件下，最大功率密度达到821mW/cm2。本发明专利技术所得的聚合物粘结剂证明了优异的电导率、传质能力和良好的尺寸稳定性，应用于高温燃料电池的性能测试结果表明性能优异。优异。优异。

【技术实现步骤摘要】
一种含碱性基团的聚合物粘结剂的制备方法和在高温燃料电池中的应用


[0001]本专利技术涉及一种含碱性基团的聚合物粘结剂的制备方法和在高温燃料电池中的应用，属于高温燃料电池


技术介绍

[0002]随着科学技术的快速发展，清洁的新能源—质子交换膜燃料电池有望改变能源结构，替代传统化石能源。高温质子交换膜燃料电池工作温度高于100℃，不仅提高了催化剂的选择范围、化学反应速率，而且克服了以Nafion为代表的低温质子交换膜燃料电池的CO耐受性差、水管理困难、热管理困难等缺点。聚苯并咪唑掺杂磷酸(PA/PBI)的质子交换膜(PEM)具有优异的热稳定性、极高的质子传导能力，成为高温质子交换膜研究的热点。除了PEM外，催化剂层(CL)中还包括离子聚合物(PEI)。PEI在CL中不仅有物理粘结剂的作用，而且传导反应物(气体)、产物(水)和H
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离子，促进CL和PEM的充分接触，加快质子传导，提高催化剂的利用率。粘结剂性能优劣都直接影响到燃料电池的输出性能和运行寿命。
[0003]为了提高基于PA/PBI膜的膜组件(MEAs)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含碱性基团的聚合物粘结剂，其特征在于，为包含下述重复结构单元的均聚物：其中，Ar代表含有芳香环的有机基团，R代表不同的碱性基团，n代表平均聚合度，10≤n≤200，所述均聚物的重均分子量在5000～800000之间；所述Ar为如下基团：所述R为如下基团中的任意一种：2.权利1所述的含碱性基团的聚合物粘结剂的制备方法，其特征在于，包括：在室温环境下，首先将含Ar的有机化合物加入有机溶剂中，搅拌溶解，加入含碱性基团的酮单体，然后在低于0℃的冰浴条件下，向体系中逐滴加入三氟乙酸、甲烷磺酸和三氟甲磺酸，在0℃以下引发聚合反应，之后逐渐升温至室温反应，反应结束后将所得混合物倒入氨水中得到纤维状聚合物，用碱性溶液洗去多余的酸并用去离子水洗至中性后，过滤、烘干，即得固态的聚合物粘结剂。3.权利1所述的含碱性基团的聚合物粘结剂在高温燃料电池中的应用。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述高温燃料电池包括膜电极组件，所述膜电极组件包括质子交换膜、催化层以及扩散层，所述催化层是由含有聚合物粘结剂的催化剂墨水制备而成。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南文，晁歌，耿康，
申请(专利权)人：上海四羿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：