基于燃料电池式直接空气捕获CO_(2)分离器性能研究

1

作者 巩刘振 张翔宇 +5 位作者 任志伟 韩杨凯 付金辰 张本贵 赵云 邵志刚 《电源技术》 北大核心 2025年第5期1043-1050,共8页

为了解决空气中的CO_(2)对阴离子交换膜燃料电池(anion exchange membrane fuel cell,AEMFC)性能的负面影响,开发了一种燃料电池式直接空气捕获CO_(2)技术,可用于对AEMFC汽车电池堆中阴极空气中的CO_(2)进行预先脱除,保护AEMFC性能免受C... 为了解决空气中的CO_(2)对阴离子交换膜燃料电池(anion exchange membrane fuel cell,AEMFC)性能的负面影响,开发了一种燃料电池式直接空气捕获CO_(2)技术,可用于对AEMFC汽车电池堆中阴极空气中的CO_(2)进行预先脱除,保护AEMFC性能免受CO_(2)带来的损失。研究了CO_(2)分离器在不同电流密度、阴阳极流量、背压和使用不同气体扩散层下的CO_(2)捕获率,结果表明,通过提高运行电流密度,能够显著提升CO_(2)捕获效率,从1 mA/cm^(2)时的47.2%提升至20 mA/cm^(2)时的97.5%;并分析了提升电子效率对降低氢气消耗的关键作用。通过优化气体扩散层改善传质,提升了CO_(2)捕获效率。探讨了CO_(2)分离器对阴极流量变化的动态响应及时性,验证了其在AEMFC汽车空气预处理领域的应用能力。 展开更多

关键词 电化学CO_(2)捕获 直接空气CO_(2)捕获 阴离子交换膜 碱性燃料电池 电子效率

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醚氧-烷基间隔三离子侧链型PBI碱性膜研究

2

作者 杨睿祯 陈婉婷 +3 位作者 王小舟 崔福军 贺高红 吴雪梅 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期97-102,109,共7页

基于侧链接枝改性合成了一系列具有醚氧-烷基-醚氧链段间隔分布的三阳离子侧链型聚苯并咪唑膜(oat-PBI-x)。侧链中两段柔性的含醚链段有助于亲水通道和氢键网络的形成,促进OH-快速传递,而己烷基间隔段可打破侧链全亲水属性,有效抑制膜... 基于侧链接枝改性合成了一系列具有醚氧-烷基-醚氧链段间隔分布的三阳离子侧链型聚苯并咪唑膜(oat-PBI-x)。侧链中两段柔性的含醚链段有助于亲水通道和氢键网络的形成,促进OH-快速传递,而己烷基间隔段可打破侧链全亲水属性,有效抑制膜过度溶胀。在IEC为1.40 mmol/g时膜的综合性能达到最佳。80℃时电导率为144.4 mS/cm,拉伸强度保持在21 MPa,在80℃、1 mol/L KOH溶液中浸泡900 h后电导率保留率为91.7%。将其应用于H_(2)/O_(2)燃料电池,可在1549 mA/cm^(2)的高电流密度下达到611 mW/cm^(2)的峰值功率密度。 展开更多

关键词 阴离子交换膜 聚苯并咪唑 多阳离子侧链 醚氧键 燃料电池

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侧链型氟掺杂聚(对三联苯哌啶)阴离子交换膜的制备

3

作者 张国良 于泽 +2 位作者 张秋根 朱爱梅 刘庆林 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期10-17,25,共9页

作为阴离子交换膜燃料电池(Anion exchange membrane fuel cell,AEMFC)核心部件,阴离子交换膜(Anion exchange membrane,AEM)存在离子电导率和溶胀之间的trade off效应,以及机械性能不足的问题,阻碍其商业化应用.本研究通过合成侧链氟... 作为阴离子交换膜燃料电池(Anion exchange membrane fuel cell,AEMFC)核心部件,阴离子交换膜(Anion exchange membrane,AEM)存在离子电导率和溶胀之间的trade off效应,以及机械性能不足的问题,阻碍其商业化应用.本研究通过合成侧链氟原子分别位于多阳离子侧链末端苯环的邻位、间位和对位的3种疏水性侧链型AEM,探究含氟基团位于不同位置对AEM性能影响.其中,侧链氟原子位于多阳离子侧链末端苯环邻位的PTF6 PTPQ2F具有低溶胀(7.13%,80℃)和高离子电导率(165.79 mS/cm,80℃)的特性,且其能够在较苛刻的碱性环境中维持高离子电导保留率(92.42%,80℃,2 mol/L NaOH,1500 h).此外,PTF6 PTPQ2F在单电池功率密度(990 mW/cm^(2),80℃)以及耐久性方面均具有优势.相对于PTF6 PTPQ3F和PTF6 PTPQ4F,PTF6 PTPQ2F的各项性能较好. 展开更多

关键词 燃料电池 离子交换膜 氟掺杂阴离子交换膜

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咪唑季铵化聚醚砜阴离子交换膜的制备与性能表征 被引量：7

4

作者 张莹 吴雪梅 +3 位作者 贺高红 焉晓明 张彦普 王俊俊 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期142-146,共5页

以1-甲基咪唑为季铵化试剂,通过氯甲基化、季铵化、碱化等步骤,成功制备了不同氯甲基化取代度咪唑季铵化聚醚砜(PES-ImOH)阴离子交换膜。并对膜的离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀度和氢氧根传导率等性能进行表征。实验结果表明,当PES-I... 以1-甲基咪唑为季铵化试剂,通过氯甲基化、季铵化、碱化等步骤,成功制备了不同氯甲基化取代度咪唑季铵化聚醚砜(PES-ImOH)阴离子交换膜。并对膜的离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀度和氢氧根传导率等性能进行表征。实验结果表明,当PES-ImOH膜的氯甲基化取代度(DC)为40%~61%,60℃时膜具有适宜的吸水率(24%~80%),较低的溶胀度(15%~44%)。DC为73%时,膜的IEC达到1.85 mmol/g,20℃时的离子传导率达到34 mS/cm,初始分解温度达到190℃。说明PES-ImOH膜在碱性阴离子交换膜燃料电池方面有很好的应用前景。 展开更多

关键词 1-甲基咪唑 聚醚砜 阴离子交换膜 燃料电池

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燃料电池用阴离子交换膜:基于优化离子电导率的结构调控研究 被引量：12

5

作者 林陈晓 张秋根 +1 位作者 朱爱梅 刘庆林 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期102-108,共7页

燃料电池具有能量密度大、转化率高、操作温度低、环境友好等优点,有望成为新能源技术中最具应用前景的绿色能源之一.燃料电池用阴离子交换膜具有分隔燃料与氧化剂并传导OH-的功能,是碱性燃料电池的关键部件.阴离子交换膜在近几十年迅... 燃料电池具有能量密度大、转化率高、操作温度低、环境友好等优点,有望成为新能源技术中最具应用前景的绿色能源之一.燃料电池用阴离子交换膜具有分隔燃料与氧化剂并传导OH-的功能,是碱性燃料电池的关键部件.阴离子交换膜在近几十年迅速发展,但仍处于初始阶段,普遍存在离子电导率低的问题.本文总结了影响阴离子交换膜离子电导率的因素,重点介绍优化离子电导率的结构调控,分析了微相分离结构与离子电导率的关系,最后提出在研究过程出现的问题. 展开更多

关键词 燃料电池 阴离子交换膜 结构 性能

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PPO/SiO_2碱性阴离子交换膜的制备与表征 被引量：13

6

作者 徐铜文 吴永会 罗婧艺 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期192-195,222,共5页

本研究是基于聚（2，6-二甲基-1，4-苯撑氧）（PPO）所进行的系列改性工作．PPO进行溴化，得到两种溴化度的溴化PPO（BPPO），再进行羟基化和季铵化反应，随后与小分子烷氧基硅烷进行sol-gel反应，热处理后将膜浸泡在碱液中转化为OH-型... 本研究是基于聚（2，6-二甲基-1，4-苯撑氧）（PPO）所进行的系列改性工作．PPO进行溴化，得到两种溴化度的溴化PPO（BPPO），再进行羟基化和季铵化反应，随后与小分子烷氧基硅烷进行sol-gel反应，热处理后将膜浸泡在碱液中转化为OH-型，得到两种系列的碱性阴离子交换膜．膜具有平整均-的外观形貌和良好的机械性能（4．5～12MPa，36％～580A），膜的厚度范围为0．09～0．12mm．水含量（WROH）范围为62％～1459／6，离子交换容量为1．6～2．2mmol／g．膜具有良好的抗碱能力，在2mol／LNaOH中浸泡192h后，其IEC仍能保持在原有的82％以上．低溴化度BPPO制备的膜具有更高的抗溶胀能力，在60℃水中浸泡44h后，溶胀度范围为117％～297％，高溴化度BPPO制备的膜有高的电导率（室温条件下为0．036－0．041S／cm），说明所制备的碱性阴离子交换膜有潜力应用于碱性膜燃料电池领域． 展开更多

关键词 聚(2 6-二甲基-1 4-苯撑氧)(PPO) 杂化膜 阴离子交换膜 燃料电池

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阴离子膜直接甲醇燃料电池 被引量：5

7

作者 刘勇 刘世斌 +1 位作者 张忠林 郝晓刚 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期125-129,共5页

目前质子交换膜直接甲醇燃料电池(PEM-DMFC)面临着甲醇在阳极的电氧化性能差和甲醇从阳极渗透到阴极严重这两大难题。阴离子膜直接甲醇燃料电池(AEM-DMFC)由于采用碱性体系阴阳极的电催化性能大幅提高,电渗析方向的改变减小了甲醇从阳... 目前质子交换膜直接甲醇燃料电池(PEM-DMFC)面临着甲醇在阳极的电氧化性能差和甲醇从阳极渗透到阴极严重这两大难题。阴离子膜直接甲醇燃料电池(AEM-DMFC)由于采用碱性体系阴阳极的电催化性能大幅提高,电渗析方向的改变减小了甲醇从阳极向阴极的渗透,这些优点有望解决PEM-DMFC目前所面临的难题。主要论述了阴离子膜DMFC的原理,及与质子膜DMFC对比,并对甲醇在碱性条件下电氧化催化剂,氧化机理及反应速率影响因素进行介绍和评述以及对AEM-DMFC的发展做出了展望。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 阴离子膜 电催化 碱性介质

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交联型季铵聚芳醚砜阴离子交换膜的制备 被引量：4

8

作者 汪丽梅 窦立岩 辛鹏 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1408-1414,共7页

采用简便环保的方法制备了具有低溶胀、高离子交换容量(IEC)的交联型季铵聚芳醚砜阴离子交换膜.随着交联度的提高,膜的吸水率和溶胀率降低,说明交联可以抑制膜的溶胀.20℃时所有交联膜的离子传导率均达0.045 S/cm以上,拉伸强度在50.1 MP... 采用简便环保的方法制备了具有低溶胀、高离子交换容量(IEC)的交联型季铵聚芳醚砜阴离子交换膜.随着交联度的提高,膜的吸水率和溶胀率降低,说明交联可以抑制膜的溶胀.20℃时所有交联膜的离子传导率均达0.045 S/cm以上,拉伸强度在50.1 MPa以上,表明在高IEC值下,交联膜仍具有良好的力学性能和较高的离子传导能力.同时,交联度提高会加强膜的甲醇阻隔性能. 展开更多

关键词 阴离子交换膜 燃料电池 聚芳醚砜 交联

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主链结构对阴离子交换膜碱稳定性的影响 被引量：2

9

作者 王雪 李永纲 +2 位作者 郑吉富 张所波 李胜海 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期117-127,共11页

碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFCs)可使用低成本的非Pt催化剂,具有反应高效及环境友好等优点,因可在一定程度上取代质子交换膜燃料电池(PEMFCs)而备受关注.阴离子交换膜(AEMs)作为AAEMFCs的核心部件,需要兼备优异的OH-传输性能、机械... 碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFCs)可使用低成本的非Pt催化剂,具有反应高效及环境友好等优点,因可在一定程度上取代质子交换膜燃料电池(PEMFCs)而备受关注.阴离子交换膜(AEMs)作为AAEMFCs的核心部件,需要兼备优异的OH-传输性能、机械性能、热稳定性及碱稳定性等.但目前AEMs仍面临的巨大挑战是耐碱性较差,不能够大规模商业化应用.本文重点综述了聚合物主链结构对AEMs的碱稳定性的影响,分析总结了碱性环境下AEMs主链的降解机理及提高碱稳定性的解决思路,并对未来可能的发展方向进行了展望. 展开更多

关键词 碱性阴离子交换膜燃料电池 阴离子交换膜 聚合物主链结构 碱稳定性

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碱性燃料电池用阴离子交换膜的制备与表征 被引量：2

10

作者 朱荣杰 张新荣 +1 位作者 王涛 王东 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期575-577,共3页

以PTFE多孔膜为基体,以聚环氧氯丙烷(PECH)和四甲基己二胺(TMHDA)为原料,采用流延法制备QPECH/PTFE复合阴离子交换膜。对复合阴离子交换膜的微观形貌、热稳定性、离子交换容量、离子传导率以及膜电极性能进行表征。结果表明:复合阴离子... 以PTFE多孔膜为基体,以聚环氧氯丙烷(PECH)和四甲基己二胺(TMHDA)为原料,采用流延法制备QPECH/PTFE复合阴离子交换膜。对复合阴离子交换膜的微观形貌、热稳定性、离子交换容量、离子传导率以及膜电极性能进行表征。结果表明:复合阴离子交换膜热稳定性得到增强,离子交换容量为1.51 mmol/g,离子传导率可达1.02×10-2S/cm;在H2/O2碱性燃料电池中表现出较好的电化学性能,开路电压为1.003 V,最大功率密度为16.4 mW/cm2。 展开更多

关键词 阴离子交换膜 聚环氧氯丙烷 碱性燃料电池 膜电极

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阴离子交换膜阳离子基团的碱稳定性研究进展 被引量：1

11

作者 王雪 李永纲 +2 位作者 郑吉富 张所波 李胜海 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期145-152,179,共9页

碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFCs)因其优异的动力学反应特性、可使用低成本的非Pt催化剂、可抑制燃料渗透等优点而得到迅速发展.阴离子交换膜(AEMs)作为AAEMFCs的核心部件,对AAEMFCs的性能起到直接且关键的影响.为满足AAEMFCs的使用性... 碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFCs)因其优异的动力学反应特性、可使用低成本的非Pt催化剂、可抑制燃料渗透等优点而得到迅速发展.阴离子交换膜(AEMs)作为AAEMFCs的核心部件,对AAEMFCs的性能起到直接且关键的影响.为满足AAEMFCs的使用性能,AEMs通常需要具备高OH^(-)电导率及优异的热稳定性、机械稳定性及碱稳定性.然而目前AEMs的碱稳定性仍面临着巨大挑战.AEMs碱稳定性的下降主要是由于碱性环境下AEMs的聚合物骨架和阳离子基团的降解所致.本文将结合近年来国内外研究进展梳理AEMs的阳离子基团的碱稳定性问题及解决思路,并对其未来的发展趋势进行了合理的预测. 展开更多

关键词 碱性阴离子交换膜燃料电池 阴离子交换膜 碱稳定性 阳离子基团

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碱性固体燃料电池碱性聚合物电解质膜的最新研究进展 被引量：5

12

作者 侯宏英 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1393-1407,共15页

最近,碱性聚合物电解质膜燃料电池(APEMFC)因具有电极反应动力学快以及不依赖于贵金属铂催化剂等诸多优点而成为一个热门话题.作为其中一个关键部件,碱性聚合物电解质膜直接影响燃料电池的性能和成本.然而,迄今为止,仍然没有令人满意的... 最近,碱性聚合物电解质膜燃料电池(APEMFC)因具有电极反应动力学快以及不依赖于贵金属铂催化剂等诸多优点而成为一个热门话题.作为其中一个关键部件,碱性聚合物电解质膜直接影响燃料电池的性能和成本.然而,迄今为止,仍然没有令人满意的碱性电解质膜材料.为此,大量研究被开展和报道.本文综述了近三年内文献中关于燃料电池碱性聚合物电解质膜的最新研究进展:包括各种各样的合成策略,构效关系,水管理以及非原位或原位稳定性测试等等.尤其是一些新的金属离子基阴离子交换膜和冠醚基阴离子交换膜首次被提及和评论.此外,还进一步预测了将来的发展趋势. 展开更多

关键词 碱性固体燃料电池 碱性聚合物电解质膜 阴离子交换膜 复合膜 非铂催化剂

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季铵化聚醚醚酮阴离子交换膜的制备及性能研究 被引量：2

13

作者 黄晓琴 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期115-117,共3页

以四甲基联苯二酚和二氟二苯甲酮为单体通过缩聚反应、溴化、季铵化、碱化制备了不同季铵化的聚醚醚酮阴离子交换膜。利用核磁共振氢谱(1 H-NMR)、红外光谱(FT-IR)对聚醚醚酮的结构进行了表征,并测试了膜的各项性能。结果表明,溴代率为... 以四甲基联苯二酚和二氟二苯甲酮为单体通过缩聚反应、溴化、季铵化、碱化制备了不同季铵化的聚醚醚酮阴离子交换膜。利用核磁共振氢谱(1 H-NMR)、红外光谱(FT-IR)对聚醚醚酮的结构进行了表征,并测试了膜的各项性能。结果表明,溴代率为65%的QPAE-b膜性能最好,离子交换容量(IEC)为1.24mmol/g,80℃吸水率(WU)为120%、溶胀率(SR)为34%、电导率为27.9ms/cm,说明QPAE-b膜在碱性阴离子交换膜燃料电池方面有很好的应用前景。 展开更多

关键词 燃料电池 阴离子交换膜 溴化 聚醚醚酮

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哌啶阳离子功能化侧链型阴离子交换膜的制备

14

作者 林陈晓 卜俊杰 +3 位作者 刘芳华 朱爱梅 张秋根 刘庆林 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1-8,共8页

燃料电池因其能量转化率高、污染小等特点,成为当前的研究热点.然而,作为关键部件的阴离子交换膜仍然存在离子电导率低、耐碱性能差等缺点,这限制了燃料电池的发展.利用威廉姆森成醚反应在聚醚酮主链接枝哌啶鎓盐,成功制备了侧链型阴离... 燃料电池因其能量转化率高、污染小等特点,成为当前的研究热点.然而,作为关键部件的阴离子交换膜仍然存在离子电导率低、耐碱性能差等缺点,这限制了燃料电池的发展.利用威廉姆森成醚反应在聚醚酮主链接枝哌啶鎓盐,成功制备了侧链型阴离子交换膜.设计的哌啶鎓盐通过长柔性亚甲基与主链相连,使膜内形成有利于高效离子传输的微相分离结构,PEKCQA-1.0膜在80℃的电导率高达72.7mS/cm.此外,哌啶阳离子基团离主链较远,减弱了对主链的吸电子作用;同时,环型结构的哌啶阳离子具有一定的空间位阻,减少了OH^-对阳离子基团的攻击,使膜表现出优异的耐碱性能.PEK-CQA-0.8膜在60℃下1mol/L KOH水溶液中浸泡360h后,离子电导率仅下降了8.8%,有望应用于碱性燃料电池. 展开更多

关键词 哌啶鎓盐 侧链型 阴离子交换膜 碱性燃料电池

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车用燃料电池阴离子交换膜材料研究进展

15

作者 王汝佳 易爱迪 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2022年第6期73-78,共6页

介绍了车用燃料电池阴离子交换膜材料的研究进展和制备方法。阴离子交换膜材料可分为主链型、侧链型、超支化型及交联型。主链型阴离子交换膜材料耐热性能、力学性能和离子交换性能优异,但耐碱性较差;侧链型阴离子交换膜材料结构与性能... 介绍了车用燃料电池阴离子交换膜材料的研究进展和制备方法。阴离子交换膜材料可分为主链型、侧链型、超支化型及交联型。主链型阴离子交换膜材料耐热性能、力学性能和离子交换性能优异,但耐碱性较差;侧链型阴离子交换膜材料结构与性能易调控,耐碱性优异;超支化结构和交联结构能够赋予阴离子交换膜材料更高的耐水性、耐碱性、稳定性和离子传导性能。阴离子交换膜材料主要通过直接聚合法和后功能化法制备,两种方法优缺点各异,需根据实际情况进行选择。 展开更多

关键词 燃料电池 阴离子交换膜 高分子材料 制备方法

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三甲胺聚砜氢氧根离子交换膜的均相法制备与性能 被引量：4

16

作者 胡蒙蒙 吴雪梅 +4 位作者 焉晓明 贺高红 张莹 方达晖 孙园园 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期144-149,共6页

以氯甲基化聚砜为基材,三甲胺为季铵化试剂,开发均相溶剂完成均相季铵化反应,解决三甲胺非均相季铵化存在的反应不均匀、碱性功能基团不易聚集成簇等影响电性能提高的问题。实验结果表明,均相季铵化法制备聚砜氢氧根离子交换膜（Homo PS... 以氯甲基化聚砜为基材,三甲胺为季铵化试剂,开发均相溶剂完成均相季铵化反应,解决三甲胺非均相季铵化存在的反应不均匀、碱性功能基团不易聚集成簇等影响电性能提高的问题。实验结果表明,均相季铵化法制备聚砜氢氧根离子交换膜（Homo PSF-Qa OH）的离子交换容量（IEC）为0.56-1.28 mmol/g,比相同氯甲基化程度的非均相季铵化聚砜氢氧根离子交换膜（Heter PSF-Qa OH）提高约10%,膜的含水量也相应提高约8.8%。然而,相同IEC下均相法制膜的氢氧根传导率提高程度远大于IEC和含水量的提高程度,提高约30%-40%。透射电镜照片表明均相法制膜季铵基团更容易聚集成簇,从而能够改善膜的微观相分离结构,促进氢氧根离子的传导。热重分析测试表明,2种膜的初始热分解温度（TOD）相当,达到159℃,远高于燃料电池的操作温度。 展开更多

关键词 三甲胺 聚砜 均相法 阴离子交换膜 燃料电池

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碱性阴离子交换聚合物膜研究进展 被引量：9

17

作者 顾梁 孙哲 +1 位作者 徐丹 严锋 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期153-162,共10页

碱性燃料电池(AFCs)是一种直接将化学能转化为电能的发电装置,因其高效、环保等优点,得到了科学界与工业界的广泛关注。阴离子交换聚合物膜作为碱性阴离子交换膜燃料电池的核心组成部分,要求其具备优异的电导率、良好的化学稳定性及力... 碱性燃料电池(AFCs)是一种直接将化学能转化为电能的发电装置,因其高效、环保等优点,得到了科学界与工业界的广泛关注。阴离子交换聚合物膜作为碱性阴离子交换膜燃料电池的核心组成部分,要求其具备优异的电导率、良好的化学稳定性及力学强度。本文主要从聚合物主链及阳离子官能团的结构与性能之间的关系及调控方式方面,综述了碱性阴离子交换膜的研究进展。 展开更多

关键词 碱性阴离子交换膜燃料电池 阳离子 耐碱稳定性 理论计算

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氢燃料电池电催化剂研究进展 被引量：10

18

作者 王敏键 陈四国 +1 位作者 邵敏华 魏子栋 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期4948-4961,共14页

目前铂(Pt)及其合金仍是氢燃料电池首选催化剂,但是Pt高价格、低储量及循环稳定性差等缺点严重阻碍了氢燃料电池商业化,因此发展低成本、高性能的新型非Pt催化剂和低Pt催化剂是实现氢燃料电池商业化的关键。本文围绕燃料电池催化开发及... 目前铂(Pt)及其合金仍是氢燃料电池首选催化剂,但是Pt高价格、低储量及循环稳定性差等缺点严重阻碍了氢燃料电池商业化,因此发展低成本、高性能的新型非Pt催化剂和低Pt催化剂是实现氢燃料电池商业化的关键。本文围绕燃料电池催化开发及使用过程中存在的成本、稳定性和毒化问题,回顾了近年来阴离子交换膜燃料电池和质子交换膜燃料电池催化剂分别在提高阳极催化剂活性、降低阴极催化剂成本领域的最新研究进展,包括催化剂的组成、结构以及颗粒尺寸等对催化活性、稳定性的影响。最后针对燃料电池催化剂存在的问题,指出未来应基于原位观测和表征技术加强对碱性氢氧化机理的研究,同时开发高温制备小尺寸高有序度的有序铂合金阴极催化剂的方法是未来的研究重点。 展开更多

关键词 燃料电池 阴离子交换膜 质子交换膜 低Pt催化剂 非Pt催化剂

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燃料电池用季铵化聚乙烯醇与羟基磷灰石阴离子膜 被引量：4

19

作者 王吉林 车全通 +1 位作者 孙文丹 何荣桓 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1737-1740,共4页

以季铵化聚乙烯醇(QPVA)和羟基磷灰石(HA)为原料制备了燃料电池用阴离子复合膜,对膜材料分别进行了红外光谱(FT-IR)结构表征和热失重(TGA)分析.结果显示,HA的引入将复合膜的热分解温度提高了约30℃.对不同HA掺杂量的一系列阴离子复合膜... 以季铵化聚乙烯醇(QPVA)和羟基磷灰石(HA)为原料制备了燃料电池用阴离子复合膜,对膜材料分别进行了红外光谱(FT-IR)结构表征和热失重(TGA)分析.结果显示,HA的引入将复合膜的热分解温度提高了约30℃.对不同HA掺杂量的一系列阴离子复合膜的物理化学性能指标的测试表明,HA的掺杂改善了复合膜的溶胀率和断裂拉伸强度,减缓了升温条件下因水蒸发导致的膜电导率的下降;但复合膜的离子交换量有所降低.当HA的掺杂量(质量分数)由0增加到75.0%时,相应复合膜的体积溶胀率由105.5%降低为55.5%;拉伸强度由47.9 MPa提高到69.5 MPa;离子交换量则由0.72 mmol/g降低为0.54 mmol/g. 展开更多

关键词 阴离子交换复合膜 电导率 拉伸强度 季铵化 燃料电池

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高耐碱性交联型聚苯醚阴离子交换膜的制备 被引量：5

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作者 杨谦 张瑜兰 +2 位作者 张秋根 朱爱梅 刘庆林 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期16-22,共7页

以溴化聚苯醚(BPPO)为主链,N,N-二甲基己胺(DMHA),N,N-二异丙基乙胺(DIEA)和三乙胺(TEA)为季铵化试剂,N,N,N′,N′-四甲基-1,6-己二胺为交联剂制备了一系列交联型阴离子交换膜(AEMs),并对交联膜物理和电化学性能进行了表征与测试.结果表... 以溴化聚苯醚(BPPO)为主链,N,N-二甲基己胺(DMHA),N,N-二异丙基乙胺(DIEA)和三乙胺(TEA)为季铵化试剂,N,N,N′,N′-四甲基-1,6-己二胺为交联剂制备了一系列交联型阴离子交换膜(AEMs),并对交联膜物理和电化学性能进行了表征与测试.结果表明,膜具有明显的微相分离结构、高的离子电导率、优异的尺寸稳定性和化学稳定性.其中接枝N,N-二异丙基乙胺的膜(c-PPO-DIEA)离子电导率在80℃下可达到72.3 mS/cm;在1 mol/L NaOH中经480 h的耐碱性测试发现,膜c-PPO-DIEA的离子电导率能够保留80%以上,表现出良好的耐碱性;将该膜组装成单电池测试,开路电压为0.983 V,在80℃下电流密度200 mA/cm^2时其功率密度达到89 mW/cm^2. 展开更多

关键词 燃料电池 交联型 耐碱性 阴离子交换膜

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