一种复合质子交换膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合质子交换膜及其制备方法和应用。复合质子交换膜的制备方法包括：步骤1、将聚合物进行静电纺丝，得到静电纺丝多孔膜；步骤2、将含有聚苯并咪唑和复合溶剂的溶液浇筑所述静电纺丝多孔膜，并烘干、揭膜，得到纳米纤维复合膜；步骤3、将所述纳米纤维复合膜浸泡在磷酸中进行磷酸掺杂。本发明专利技术的复合质子交换膜具有高质子传导率，优异的机械性能和优良的电化学稳定性。和优良的电化学稳定性。和优良的电化学稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种复合质子交换膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高温质子交换膜燃料电池
，具体涉及复合质子交换膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)是最有前途的清洁能源技术之一，作为PEMFC的核心部件，质子交换膜起到传导质子和分隔阴阳两极的作用。典型的中低温质子交换膜，如目前已商业化的全氟磺酸膜(Nafion)需在高湿度下工作才能保持此类膜最佳性能。为了保持膜的水化，并且防止水淹，必须在燃料电池系统中加入湿度管理设备。此外，由于电池反应会释放大量热量，中低温燃料电池还需要添加额外的散热系统。这些都大大的增加了燃料电池系统的复杂性和成本。
[0003]相比之下，燃料电池在高温下工作可以克服这些缺陷。在高温下工作的质子交换膜燃料电池(HT
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PEMFC)具备以下优势：
[0004]1.避免催化剂中毒：CO耐受性将随着温度的升高而增加，在高温(140℃)下几乎可以忽略不计。
[0005]2.水、热管理简单：工作温度高于水沸点，无需水管理；提高PEMFC的操作温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合质子交换膜的制备方法，包括：步骤1、将聚合物进行静电纺丝，得到静电纺丝多孔膜；步骤2、将含有聚苯并咪唑和复合溶剂的溶液浇筑至所述静电纺丝多孔膜上，并烘干、揭膜，得到纳米纤维复合膜；步骤3、将所述纳米纤维复合膜浸泡在磷酸中进行磷酸掺杂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1在进行静电纺丝之前还包括：将聚合物与N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和N
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甲基吡咯烷酮中的一种或多种进行混合，得到纺丝溶液；优选地，在所述纺丝溶液中，聚合物的含量为10
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30重量％，优选为15
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25重量％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述静电纺丝的条件包括：静电纺丝正电压15至18V，负电压
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0.25至
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0.2kV，接收距离10
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20cm，温度35至45℃，推进速度为0.5至1.5mL/h；优选地，所述静电纺丝的条件包括：静电纺丝正电压18kV，负电压
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0.25kV，接收距离15cm，温度40℃，推进速度为1.0mL/h。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其特征在于，所述聚合物选自聚醚砜、聚砜、聚苯醚和聚醚醚酮中的一种或多种。5.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其特征在于，所述复合溶剂包括第一组分和第二组分，所述第一组分选自N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
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【专利技术属性】
技术研发人员：王蔼廉，武佳宁，张韬毅，张龙贵，计文希，陈婧，
申请(专利权)人：中石化北京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：