一种耐高温无氟复合物质子交换膜及其制备与应用制造技术

本发明专利技术属于氢燃料电池质子交换膜的技术领域，公开一种耐高温无氟复合物质子交换膜及其制备与应用。方法：1)将分子簇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮以及增塑剂在溶剂中反应，获得复合物溶液；2)将复合物溶液浓缩，成膜，干燥，获得复合物涂层膜；3)将复合物涂层膜真空干燥，获得高热稳定性和导电性的无氟质子交换膜。本发明专利技术的质子交换膜，导电性好、热稳定性高、机械性能好、安全性高、成本低，克服了传统质子交换膜在高温条件下工作性能及寿命衰减严重、安全性和稳定性下降的问题，避免了现有高温燃料电池用质子交换膜材料掺入小分子酸易从聚合物基质中渗出的缺点，拓宽了燃料电池在极端环境中的应用。所制备的质子交换膜用于氢燃料电池。池。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温无氟复合物质子交换膜及其制备与应用


[0001]本专利技术属于氢燃料电池质子交换膜的
，具体涉及一种耐高温无氟复合物质子交换膜及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]煤、石油、天然气等化石能源的广泛使用极大地提高了人类的物质生活水平。燃烧作为化石能源的主要利用方式，在长时间积累下给生态环境造成了较大的压力，其中最主要的就是碳排放问题。当代社会面临的能源与环境问题日益严峻，因此清洁、高效的电化学发电装置一一氢质子交换膜燃料电池则成为应对此类挑战的有效途径。质子交换膜是氢燃料电池的核心部件，承担着隔离电池阴阳两极和传导氢离子的重任。相比于传统有机液态电解质材料所存在的易燃、有毒、电化学稳定性窗口有限等缺点，固态电解质具有较高的热稳定性、环境耐受性、不同操作条件下优异的导电性以及良好的加工性。由于大多数固态电解质存在动态氢键网络，因此水对离子传导过程起着至关重要的作用，例如已经商品化的全氟磺酸型(PFSA)质子交换膜(代表产品Gore、Nafion系列)，其高电导率需要在较为温和的条件下才能实现，包括高湿度(～98％相对湿度)和中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温无氟复合物质子交换膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将分子簇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮以及增塑剂在溶剂中反应，获得复合物溶液；2)将复合物溶液浓缩，成膜，干燥，获得复合物涂层膜；3)将复合物涂层膜真空干燥，获得高热稳定性和导电性的无氟质子交换膜；分子簇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮以及增塑剂的质量比为(4～20)∶(20～25)∶(20～25)∶(40～47)；所述分子簇为多金属氧酸盐分子簇，为Keggin型、Dawson型或十五钒酸盐型中一种以上。2.根据权利要求1所述耐高温无氟复合物质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述分子簇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮以及增塑剂的质量比为0.2～1∶1∶1∶2。3.根据权利要求1所述耐高温无氟复合物质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述分子簇为Keggin型的分子簇，选自磷钨酸分子簇、硅钨酸分子簇或钴钨酸分子簇。4.根据权利要求3所述耐高温无氟复合物质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述分子簇为磷钨酸分子簇，其化学式为：H3[PW
12
O
40
]
·
6H2O。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘禄，殷盼超，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：