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一种利用动态偶极实现自修复的质子交换膜及其制备方法技术

技术编号:41129342 阅读:19 留言:0更新日期:2024-04-30 17:58
本发明专利技术涉及氢燃料电池技术领域,具体公开了一种利用动态偶极实现自修复的质子交换膜及其制备方法,该交换膜是由如下质量比例的组分制成:六氟丁基丙烯酸酯10‑50份、丙烯酸20份、偶氮二异丁腈10份、N,N‑二甲基甲酰胺10份以及5%Nafion溶液50份。本发明专利技术以HFBA为单体合成自愈合聚合物,使用AA与HFBA进行无规共聚合形成共聚物HFBA‑co‑AA,HFBA‑co‑AA共聚物与PFSA复合,形成了PFSA/HFBA‑co‑AA膜,由于聚合物网络中存在动态可逆的氢键网络和动态可逆的偶极‑偶极,使得本发明专利技术的PFSA/HFBA‑co‑AA膜具有机械强度稳定性和优异的愈合能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氢燃料电池,具体涉及一种利用动态偶极实现自修复的质子交换膜及其制备方法


技术介绍

1、现有技术中,氢气作为一种清洁能源资源已重新受到工业界、学术界和政府的高度重视。氢能质子交换膜燃料电池(pemfcs)可直接将化学能转化为电能,具有高效率、高能量密度和零碳排放等优点,因此受到了全世界的广泛关注。质子交换膜(pem)作为最重要的元件之一,对燃料电池的性能和使用寿命有很大影响。因此,人们一直致力于开发具有优异质子传导性、低氢渗透性和出色耐用性的先进质子交换膜。然而,在pemfc的实际工作条件下,例如在真实车辆运行条件下,温度和湿度通常会发生波动,从而导致pem的周期性润湿和脱水。因此,pem会反复膨胀和脱水,很容易产生微裂纹和针孔;特别是在边框和气体扩散层之间的应力集中区域,很容易观察到这些pem缺陷。这样的pem退化不仅会降低电池性能,还会增加大量气体渗透的安全风险。因此,开发具有自愈合功能的pem以解决工作条件下的机械损伤问题是非常可行的,但这在以前却很少有人涉足。

2、在设计自愈合膜材料时,目前此领域大多是使用含有愈合剂的微胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用动态偶极实现自修复的质子交换膜,其特征在于,其是由如下组分制成:六氟丁基丙烯酸酯、丙烯酸、偶氮二异丁腈、N,N-二甲基甲酰胺以及5%Nafion溶液;所述各组分的质量比为:六氟丁基丙烯酸酯10-50份、丙烯酸20份、偶氮二异丁腈10份、N,N-二甲基甲酰胺10份、5%Nafion溶液50份。

2.一种权利要求1所述利用动态偶极实现自修复的质子交换膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的利用动态偶极实现自修复的质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,搅拌时长为30分钟,加热条件为70℃下加热20-90分钟。

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【技术特征摘要】

1.一种利用动态偶极实现自修复的质子交换膜,其特征在于,其是由如下组分制成:六氟丁基丙烯酸酯、丙烯酸、偶氮二异丁腈、n,n-二甲基甲酰胺以及5%nafion溶液;所述各组分的质量比为:六氟丁基丙烯酸酯10-50份、丙烯酸20份、偶氮二异丁腈10份、n,n-二甲基甲酰胺10份、5%nafion溶液50份。

2.一种权利要求1所述利用动态偶极实现自修复的质子交换膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的利用动态偶极实现自修复的质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,搅拌时长为30分钟,加热条件为70℃下加热20-90分钟。

4.根据权利要求2所述的利用动态偶极实现自修复的质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,搅拌时长...

【专利技术属性】
技术研发人员:邢丽欣莫善云李梓慧汪宁杜磊叶思宇
申请(专利权)人:广州大学
类型:发明
国别省市:

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