一种氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜在质子交换膜燃料电池中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜在质子交换膜燃料电池中的应用，属于高分子化学与质子交换膜燃料电池交叉技术领域。本发明专利技术将一种氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜创新性的应用于质子交换膜燃料电池中；所述的纤维素膜，厚度为5‑50μm，原料组分包括：纳米纤维素分散液和氨基硅烷偶联剂。所述的纤维素膜的制备方法：将氨基硅烷偶联剂提前水解，调节pH，然后加入到纤维素分散液，在一定的温度下搅拌反应，得到纳米纤维素‑硅烷悬浮液，最后去除溶剂干燥得到纤维素膜。相比于目前商业化的全氟磺酸质子交换膜，本发明专利技术制得的纤维素膜具有良好的质子传导率、无氟生物可降解且反应原料纤维素资源丰富，反应条件温和，工艺简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜的应用，属于高分子材料领域，也属于质子交换膜燃料电池。

技术介绍

1、近年来，随着环境问题和对可持续能源解决方案的需求不断增加，人们对新能源转换技术的研究也越来越深入。在这些新能源转换技术中，燃料电池作为一种有前途的替代方案备受关注。质子交换膜燃料电池是一种电化学反应装置，通过氢气和氧气反应产生水的过程，高效地将化学能转化成电能。由于质子交换膜燃料电池的燃料是氢气和氧气，反应产物是水，不产生二氧化碳、氮氧化物等有害气体，具有零排放特点，对环境友好。

2、质子交换膜(pem)是质子交换膜燃料电池(pemfc)的重要组成部分，它通常由离聚物制成并设计用于传导质子，同时充当电子绝缘体和反应物屏障，例如氧气和氢气。目前，nafion膜是目前商业化的全氟磺酸质子交换膜。这是一种具有高质子传导性(水合状态下约100ms/cm)的磺化含氟聚合物，自20世纪60年代末发现以来一直主导着市场。然而，nafion膜中含氟且由于原料有限、制造工艺复杂、生产条件严格及难以回收等特点，因此价格极其昂贵。而纳米纤维素是地球上最为本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜在质子交换膜燃料电池中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述的氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜厚度为5-50μm，具有良好的亲疏水和质子传导率特性，质子传导率为50-100mS/cm；将氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜制成质子交换膜燃料电池核心组件膜电极进行电池性能测试，其开路电压大于0.92V，符合质子交换膜燃料电池中对质子交换膜的电子绝缘且氢气和氧气阻隔的要求。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述...

【技术特征摘要】

1.一种氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜在质子交换膜燃料电池中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述的氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜厚度为5-50μm，具有良好的亲疏水和质子传导率特性，质子传导率为50-100ms/cm；将氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜制成质子交换膜燃料电池核心组件膜电极进行电池性能测试，其开路电压大于0.92v，符合质子交换膜燃料电池中对质子交换膜的电子绝缘且氢气和氧气阻隔的要求。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的氨基硅烷偶联剂改性纤维素膜的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的纳米纤维素包括纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶、细菌纤维素中的一种或两种以上混合；所述的氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、...

【专利技术属性】
技术研发人员：东为富，杨小贞，黄林，李婷，汪洋，张旭辉，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：