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doi:10.3969/j. issn.1009 3230.2018.09.015
应用能源技术
2018年第9期（总第249期）
高温质子交换膜技术改进研究
孙也斐
（南京邮电大学通信与信息工程学院，南京210003）
摘要：高温质子交换膜是现阶投燃料电池技术的瓶颈，研制高温质子交换膜能使燃料电池技术真正发展成熟，对于解决能源危机、环境污染和温室效应等问题起到决定性作用。文中对两种可行的高温质子交换膜技术思路进行了对比分析，并且提出了改进措施。
关键词：燃料电池；高温质子交换膜；氢键
中图分类号：TM911.4.620文献标志码：B文章编号：1009-3230(2018)09-0050-03 HighTemperatureProtonExchangeMembraneTechnology
ImprovementResearch
SUN Ye -fei
(College of Telecommunication & Information Engineering, Nanjing University of Posts
and Telecommunications, Nanjing 210003, China)
Abstract: High temperature proton exchange membrane is the bottleneck of fuel cell technology at present. The development of high temperature proton exchange membrane can make fuel cell technologymature and play a decisive role in solving energy crisis, environmental pollution and eieeaooeaaaaeaea technology are compared and analyzed, and improvement measures are proposed.
Key words: fuel cell; High temperature proton exchange membrane; Hydrogen bond
0引言
提高燃料电池工作温度是解决水管理、催化剂中毒的有效措施之一。已知在温度超过120℃ 时，CO对催化剂的影响明显减少，并且此时电池排出的水以气体形式存在，从面大大简化了排水系统，同时提高阴阳两极反应速率，进而提高电池工作效率(1)。目前使用的全氟磺酸型Nafion膜以水为质子传导媒介，工作温度在80℃以下、超过100℃后膜内水分蒸发，造成质子传导率急剧下降。因此，提高电池工作温度就必需先提高质子交换膜的工作温度。
收稿日期：201805-18修订日期：20180710
作者筒简介：孙也斐（1996-），男，本科在读，研究方向为新能
源材料
万方数据
目前已有许多提高质子交换膜工作温度的实验，比如荣涛等人合成了一种季铵化聚芳醛酮聚合物[}]，韩帅员等人进行了基于磷酸基的高温质子交换膜研究[3]，都取得了不错的进展。较为可行的方法大体分两种，一种是使用高沸点质子溶剂代替水作为质子传导媒介，He等人在200℃、相对湿度5%的条件下，使用磷酸作为质子溶剂的PBI膜,其电导率为0.068s/cm(4)。另一种是膜内加入亲水性无机固体氧化物来增强膜的保水能力，Mauritz研究组和Osbom研究组先后提出用纳米二氧化硅掺杂的Nafion膜(5-6)。文中分析了这两种方法的质子传递本质及优缺点，并针对缺点提出了相应的改进措施。