【摘 要】
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氢氧根离子交换膜燃料电池是燃料电池研究领域的重要组成部分。与质子交换膜燃料电池相比,氢氧根离子交换膜燃料电池具有可选用非贵金属做催化剂,且催化活性更高;阳极反应原料渗透率低等优点。将燃料电池工作环境改为碱性,有望解决催化剂的成本和稳定性问题,实现聚合物电解质膜燃料电池的大规模工业化。阴离子交换膜作为碱性燃料电池的核心部件,存在离子传导率低和稳定性差的问题,严重制约了氢氧根离子交换膜燃料电池的发展。
【机 构】
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大连理工大学,石油与化学工程学院,盘锦,124221
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氢氧根离子交换膜燃料电池是燃料电池研究领域的重要组成部分。与质子交换膜燃料电池相比,氢氧根离子交换膜燃料电池具有可选用非贵金属做催化剂,且催化活性更高;阳极反应原料渗透率低等优点。将燃料电池工作环境改为碱性,有望解决催化剂的成本和稳定性问题,实现聚合物电解质膜燃料电池的大规模工业化。阴离子交换膜作为碱性燃料电池的核心部件,存在离子传导率低和稳定性差的问题,严重制约了氢氧根离子交换膜燃料电池的发展。针对这些问题,在我们的前期研究中,以聚苯醚为基体材料,通过酰基化和咪唑功能化合成并制备了含烷基长支链的聚苯醚阴离子交换膜,其离子传导率与氯甲基化后制备的短链聚苯醚阴离子交换膜相比有了很大提高,但是该膜的耐碱稳定性仍有待提高,在进一步的研究中,提出了一种新方法制备具有良好稳定性的支链性氢氧根离子交换膜。具体地,采用具有氟端基的酰基化试剂对聚苯醚进行酰基化,再与对羟基苯乙醇进行缩合反应,然后通过羟基溴代和季铵化反应得到咪唑鎓功能化长支链聚苯醚膜材料,溶液浇注成膜后,将膜浸泡在碱液中进行离子交换,得到了碱性咪唑鎓功能化长支链聚苯醚膜。实验结果表明,该膜具有良好的耐碱稳定性。
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