高温质子交换膜磷酸流失问题的研究进展

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作者 汤红英 邢瑞阳 《天津师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1-7,共7页

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFCs)因其较快的反应动力学、简化的水热管理系统以及较高的耐一氧化碳浓度而受到广泛关注,而目前使用最广泛的高温质子交换膜——磷酸掺杂的聚苯并咪唑(PBI/PA)体系面临严重的磷酸流失问题,难以应用于汽... 高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFCs)因其较快的反应动力学、简化的水热管理系统以及较高的耐一氧化碳浓度而受到广泛关注,而目前使用最广泛的高温质子交换膜——磷酸掺杂的聚苯并咪唑(PBI/PA)体系面临严重的磷酸流失问题,难以应用于汽车领域,限制了基于PBI/PA的HT-PEMFCs的大规模应用.本文详细介绍了HT-PEMFCs的各种常见磷酸流失机理,重点总结了磷酸流失问题的解决方法,最后指出HT-PEMFCs发展存在的问题以及未来发展方向. 展开更多

关键词 高温质子交换膜 燃料电池 磷酸流失 聚苯并咪唑

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基于COMSOL的微型HT-PEMFC阴极流场结构分析 被引量：1

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作者 王虹 张朝阳 +2 位作者 朱浩 赵斗艳 周云申 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第7期972-975,共4页

采用COMSOL软件对微型高温质子交换膜燃料电池蛇形流场结构进行模型的建立和性能仿真,仿真耦合了质量守恒方程、动量守恒方程、电化学反应方程等。对模型进行求解,通过输出电压、电流密度、功率密度等参数,计算分析了阴极流场板内微通... 采用COMSOL软件对微型高温质子交换膜燃料电池蛇形流场结构进行模型的建立和性能仿真,仿真耦合了质量守恒方程、动量守恒方程、电化学反应方程等。对模型进行求解,通过输出电压、电流密度、功率密度等参数,计算分析了阴极流场板内微通道结构参数对电池性能的影响。结果表明,在8 mm×8 mm的有效反应面积内,当流道宽度为600μm,流道深度为400μm,流道间距为400μm时,燃料分配更均匀,可以获得更高的峰值功率密度。 展开更多

关键词 微型高温质子交换膜燃料电池 阴极 微通道 流场 数值模拟

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HT-PEMFC耐CO多层复合结构阳极研究

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作者 刘林涛 夏章讯 +2 位作者 魏伟 王素力 孙公权 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第2期153-156,共4页

高温聚合物电解质膜燃料电池(HT-PEMFC)使用富氢重整气代替纯氢进料时,其中高浓度CO(可达3×10^(-2))会导致电极毒化,使电池性能降低。采用Pt/C和PtRu/C催化剂制备多层结构阳极,研究了不同阳极结构在重整气进料时对电池性能的影响,... 高温聚合物电解质膜燃料电池(HT-PEMFC)使用富氢重整气代替纯氢进料时,其中高浓度CO(可达3×10^(-2))会导致电极毒化,使电池性能降低。采用Pt/C和PtRu/C催化剂制备多层结构阳极,研究了不同阳极结构在重整气进料时对电池性能的影响,优化得到最佳阳极结构(内侧Pt/C、外侧PtRu/C复合阳极)。与传统Pt/C阳极相比,采用3×10^(-2) CO/H_(2)进料,在160℃、0.5 A/cm^(2)下,单体电池电压提高了48.2%(160 mV),并对该多层复合电极耐毒化机制进行了探讨。 展开更多

关键词 高温质子交换膜燃料电池 一氧化碳 电极结构 耐受性

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HT-PEMFC高频交流电快速加热技术研究

4

作者 吴振宇 连家鑫 +1 位作者 安禹臣 杨林林 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第11期1610-1613,1653,共5页

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)工作温度高于100℃,在常温下启动时,必须将电堆加热到工作温度。为了实现HT-PEMFC的快速启动并提高温度均匀性,设计了一种使用高频交流电加热HT-PEMFC电堆的方法。从温度分布、加热功率两个方面对比了... 高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)工作温度高于100℃,在常温下启动时,必须将电堆加热到工作温度。为了实现HT-PEMFC的快速启动并提高温度均匀性,设计了一种使用高频交流电加热HT-PEMFC电堆的方法。从温度分布、加热功率两个方面对比了交流电加热电堆和加热片加热电堆的方式,分析了两种加热方式对电堆性能的影响。结果表明:使用高频交流电加热电堆时,温度分布更加均匀,能实现电堆的快速升温,在30次升降温循环实验中未发现对电堆性能不利的影响。 展开更多

关键词 高温质子交换膜燃料电池 高频交流电 燃料电池快速升温

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高温质子交换膜燃料电池动态性能测试教学实验设计

5

作者 雷钢 卢海峰 +2 位作者 张财志 王科 康玲 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第4期209-214,共6页

该文结合科研热点,设计了具有创新性和研究性的“高温质子交换膜燃料电池动态性能测试实验”。实验研究了阳极流动和死端模式下高温质子交换膜燃料电池在阶跃电流条件下的动态响应。从实验理论基础、实验平台搭建、性能测试方法及内容... 该文结合科研热点,设计了具有创新性和研究性的“高温质子交换膜燃料电池动态性能测试实验”。实验研究了阳极流动和死端模式下高温质子交换膜燃料电池在阶跃电流条件下的动态响应。从实验理论基础、实验平台搭建、性能测试方法及内容、实验结果探讨分析等方面,展示了科学研究的全过程。该实验旨在培养和提升学生的实验素养、科研能力、创新能力和实践能力。 展开更多

关键词 高温质子交换膜燃料电池 动态性能测试 科教融合 理实一体

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燃料电池用高温质子交换膜的研究进展 被引量：12

6

作者 孙鹏 李忠芳 +4 位作者 王传刚 王燕 崔伟慧 裴洪昌 尹晓燕 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期23-34,共12页

燃料电池是一种高效的清洁能源技术,可缓解当今社会面临的能源和环境问题。质子交换膜燃料电池是一种重要的燃料电池类型,质子交换膜是其关键组件,起到传导质子、隔绝电子和阴阳两极的反应物的作用。质子交换膜燃料电池在低温下存在许... 燃料电池是一种高效的清洁能源技术,可缓解当今社会面临的能源和环境问题。质子交换膜燃料电池是一种重要的燃料电池类型,质子交换膜是其关键组件,起到传导质子、隔绝电子和阴阳两极的反应物的作用。质子交换膜燃料电池在低温下存在许多难以解决的问题,升高工作温度可以解决这些问题。因此需要开发高温低湿度下工作的膜材料。本文综述了高温质子交换膜的主要类型、制备与改性方法和质子传导机制,指出质子导体掺杂的聚苯并咪唑(PBI)类膜材料在高温低湿度下作为质子交换膜适用的巨大潜力,并探讨了复合PBI高温质子交换膜的制备、掺杂的质子导体类型和性能提升方法。最后本文归纳了高温质子交换膜面临的挑战,并指出了该类材料未来的研究方向,如设计合成新型质子导体、改善PBI抗氧化稳定性、调控膜微观结构来提升性能和开发新型聚合物电解质。 展开更多

关键词 燃料电池 高温质子交换膜 复合材料 质子电导率 聚苯并咪唑

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高温PEM燃料电池的流场结构设计与优化 被引量：6

7

作者 杨洋 陈壁峰 +2 位作者 肖金生 张海宁 潘牧 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期476-479,共4页

基于500 W高温PEM燃料电池堆,主要从流道级别和流场级别,通过理论计算提出了单电池的基准方案,运用计算流体动力学软件Fluent模拟了单电池的性能。在此方案基础上考虑不同流道结构参数的影响,提出了三个优化方案,并对其进行了比较。结... 基于500 W高温PEM燃料电池堆,主要从流道级别和流场级别,通过理论计算提出了单电池的基准方案,运用计算流体动力学软件Fluent模拟了单电池的性能。在此方案基础上考虑不同流道结构参数的影响,提出了三个优化方案,并对其进行了比较。结果表明,常温燃料电池设计准则难于应用于高温燃料电池,对于95℃的质子交换膜燃料电池,采用流道宽度1 mm,岸宽1 mm,流道高度0.4 mm的平行直流道时电池性能最佳。 展开更多

关键词 高温PEM膜燃料电池 流场 设计 优化

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高温质子交换膜研究进展 被引量：18

8

作者 吴魁 解东来 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2202-2206,2220,共6页

高温质子交换膜燃料电池解决了传统质子交换膜燃料电池催化剂易受CO等杂质气体毒化、水热管理复杂等问题,成为当今燃料电池发展的主要方向。高温质子交换膜是实现高温操作的关键部分。本文结合质子传递机理,分析了以水作为质子溶剂、非... 高温质子交换膜燃料电池解决了传统质子交换膜燃料电池催化剂易受CO等杂质气体毒化、水热管理复杂等问题,成为当今燃料电池发展的主要方向。高温质子交换膜是实现高温操作的关键部分。本文结合质子传递机理,分析了以水作为质子溶剂、非水质子溶剂质子交换膜以及无机固态质子导体膜的研究现状,认为有机/无机复合膜和非水质子溶剂膜,尤其是其中的磷酸掺杂的PBI膜是高温质子交换膜的发展方向。 展开更多

关键词 燃料电池 质子交换膜 高温 质子传导率

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高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的研究进展 被引量：11

9

作者 屈树国 李建隆 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2660-2665,共6页

综述了近十几年来高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的研究进展及其在高温质子交换膜燃料电池中的应用进展,指出了此类电解质目前存在的亟待解决的两个问题:咪唑类离子液体毒化Pt基催化剂和复合膜中离子液体的长期稳定性。... 综述了近十几年来高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的研究进展及其在高温质子交换膜燃料电池中的应用进展,指出了此类电解质目前存在的亟待解决的两个问题:咪唑类离子液体毒化Pt基催化剂和复合膜中离子液体的长期稳定性。最后对高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的发展前景作了展望,即开发与Pt基催化剂相容的离子液体聚合物电解质以及预防复合膜内离子液体的流失,即提高高温质子交换膜燃料电池的性能及长期稳定性,最终提高高温燃料电池的寿命。 展开更多

关键词 高温质子交换膜燃料电池 离子液体 聚合物电解质

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膦(磷)酸功能化硅氧烷高温质子交换膜研究进展 被引量：2

10

作者 李伟 沈春晖 +1 位作者 李慧琳 尹珊珊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第15期22-27,共6页

膦(磷)酸功能化硅氧烷质子交换膜是最有望应用于高温质子交换膜的新材料。综述了膦(磷)酸功能化硅氧烷高温质子交换膜的研究进展,重点讨论了环氧开环、自由基共聚、形成酸碱对以及膦酸酯基硅氧烷水解交联4种不同的将膦(磷)酸键合在杂化... 膦(磷)酸功能化硅氧烷质子交换膜是最有望应用于高温质子交换膜的新材料。综述了膦(磷)酸功能化硅氧烷高温质子交换膜的研究进展,重点讨论了环氧开环、自由基共聚、形成酸碱对以及膦酸酯基硅氧烷水解交联4种不同的将膦(磷)酸键合在杂化膜中的方式,并从物理化学稳定性、电导率等方面比较各种质子交换膜的性能,最后展望了膦(磷)酸功能化硅氧烷高温质子交换膜的发展趋势。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 高温质子交换膜 膦(磷)酸 硅氧烷 化学键合

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用于高温质子交换膜燃料电池研究的实验平台(英文) 被引量：3

11

作者 宋满存 裴普成 《汽车安全与节能学报》 CAS 2012年第3期287-292,共6页

实验是研究高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)的最直接、有效的手段之一。该文基于LabView软件,研发了一个用于高温PEM燃料电池研究的实验平台,用于采集温度、压强、质量流量,以及气体化学计量数等有价值的数据。该平台设置了质量流量... 实验是研究高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)的最直接、有效的手段之一。该文基于LabView软件,研发了一个用于高温PEM燃料电池研究的实验平台,用于采集温度、压强、质量流量,以及气体化学计量数等有价值的数据。该平台设置了质量流量、时间、步长等参数的控制策略,这些策略对于高温PEM燃料电池的车用化是必要的。应用该平台,测量了高温PEM单片燃料电池及1kW燃料电池堆的极化曲线和电压损失,完成了不同的流量控制策略下的对比实验,以便改善高温质子交换膜燃料电池在稳态和动态过程中的性能。这些研究结果有助于进一步研究高温质子交换膜燃料电池。 展开更多

关键词 燃料电池(FC) 质子交换膜(PEM) 高温质子交换膜燃料电池(ht-pemfc) 实验平台 控制策略 电压损失 极化曲线 气体化学计量数

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中温燃料电池用质子交换膜的研究进展 被引量：1

12

作者 浦鸿汀 乔磊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期89-92,共4页

Nafion 等全氟磺酸膜由于寿命长,导电性能优越,长久以来一直应用于质子交换膜燃料电池中,但其价格昂贵,甲醇阻隔性能差,工作温度高于100℃后,导电性随着水的挥发流失而迅速下降。而解决燃料电池中催化剂一氧化碳中毒和提高燃料转化效率... Nafion 等全氟磺酸膜由于寿命长,导电性能优越,长久以来一直应用于质子交换膜燃料电池中,但其价格昂贵,甲醇阻隔性能差,工作温度高于100℃后,导电性随着水的挥发流失而迅速下降。而解决燃料电池中催化剂一氧化碳中毒和提高燃料转化效率的有效办法是提高工作温度。能在中高温环境中工作的质子导电材料已成为研究热点之一。综述了近年来应用于中温质子交换膜燃料电池中质子导电膜的研究进展,并评述了非水体系和高温水汽体系。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 全氟磺酸膜 导电材料 工作温度 导电膜 中温 导电性能 甲醇 催化 阻隔性能

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基于膦酸基的高温质子交换膜的研究进展 被引量：11

13

作者 韩帅元 岳宝华 严六明 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第1期8-21,共14页

提高质子交换膜燃料电池(PEMFCs)的工作温度,不但可以提高电催化剂的活性以及电催化剂对原料气中CO等杂质气体的耐受能力,少用甚至不用Pt等贵金属作电催化剂,还可以简化PEMFCs的水热管理系统,提高PEMFCs的综合能量转化效率.实现高温PEM... 提高质子交换膜燃料电池(PEMFCs)的工作温度,不但可以提高电催化剂的活性以及电催化剂对原料气中CO等杂质气体的耐受能力,少用甚至不用Pt等贵金属作电催化剂,还可以简化PEMFCs的水热管理系统,提高PEMFCs的综合能量转化效率.实现高温PEMFCs的核心是开发能够适用于高温PEMFCs的高温质子交换膜(HT-PEM),是PEMFCs的研究热点.在众多HT-PEM候选材料中,基于膦酸基的质子交换膜材料是最具前途的候选材料之一,是制备HT-PEM的主要研究方向.本文综述了基于膦酸基的HT-PEM的研究进展,讨论了膦酸基参与的质子传导机理,比较了纯聚合物膦酸膜、膦酸基接枝改性膜、酸-碱两性膜、掺杂型复合膜的电导率、物理化学稳定性、机械性能等.最后,展望了基于膦酸基的HT-PEM的发展趋势. 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 高温质子交换膜 有机膦酸 膦酸基接枝聚合物 掺杂型复合膜 酸-碱两性膜

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燃料电池高温质子交换膜研究进展 被引量：11

14

作者 李金晟 葛君杰 +1 位作者 刘长鹏 邢巍 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期4894-4903,共10页

高温质子交换膜燃料电池具有反应动力学快、CO耐受性高等特点,但磷酸掺杂的高温质子交换膜因磷酸的流失和聚合物的降解等原因导致燃料电池的输出功率发生衰减。本文通过介绍聚苯并咪唑衍生物的高温质子交换膜、聚苯并咪唑的复合型质子... 高温质子交换膜燃料电池具有反应动力学快、CO耐受性高等特点,但磷酸掺杂的高温质子交换膜因磷酸的流失和聚合物的降解等原因导致燃料电池的输出功率发生衰减。本文通过介绍聚苯并咪唑衍生物的高温质子交换膜、聚苯并咪唑的复合型质子交换膜、新型芳基聚合物的高温质子交换膜,阐明聚合物的主链结构、官能团结构以及复合填料对高温质子交换膜性能的影响。在近期的研究报道中,提高膜性能的主要策略包括提升自由体积、建立交联结构、嵌段共聚、复合掺杂(ILs、MOFs、PIMs、MOx)、阳离子官能团修饰等。文章指出,在未来的研究中应该加强对磷酸基高温质子交换膜质子传输通道结构的进一步理解,关注聚合物化学降解和物理性能衰败的原因,并开发更多的新型聚合物材料。 展开更多

关键词 燃料电池 高温质子交换膜 聚苯并咪唑 聚芳醚酮砜 长期稳定性

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基于半互穿聚合物网络的高温质子交换膜的制备 被引量：5

15

作者 梁敏慧 王鹏 +5 位作者 李宏斌 李天洋 曹凯悦 彭金武 刘振超 刘佰军 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2845-2850,共6页

通过构筑基于含不饱和双键的磺化聚芳醚酮(Allyl-SPAEK)与芳醚型聚苯并咪唑(PBI)的半互穿聚合物网络(IPN),获得综合性能优异的可用于高温质子交换膜燃料电池的PBI/Allyl-SPAEK复合膜材料.在对Allyl-SPAEK和PBI的分子进行设计和合成的基... 通过构筑基于含不饱和双键的磺化聚芳醚酮(Allyl-SPAEK)与芳醚型聚苯并咪唑(PBI)的半互穿聚合物网络(IPN),获得综合性能优异的可用于高温质子交换膜燃料电池的PBI/Allyl-SPAEK复合膜材料.在对Allyl-SPAEK和PBI的分子进行设计和合成的基础上,采用溶液共混-浇铸方法,基于UV辐照交联,获得了由丙烯基生成的共价键和咪唑基-磺酸基形成的强酸碱相互作用组成的IPN新体系,并系统研究了新型复合膜的热、机械性能和质子传导率.结果表明,具有PBI/Allyl-SPAEK半互穿聚合物网络的复合膜具有较高的质子传导率和力学性能,在同等磷酸吸附水平和测试条件下优于PBI膜.在磷酸吸附水平为13.0左右时,PBI/Allyl-SPAEK复合膜的最大拉伸强度达到12.1 MPa,杨氏模量达到131.5 MPa,是同等磷酸吸附水平下PBI膜的2.04倍.在200℃时,两种PBI/Allyl-SPAEK复合膜的质子传导率均达到200 mS/cm以上,比PBI膜传导率提高了38%. 展开更多

关键词 燃料电池 聚苯并咪唑 磺化聚芳醚酮 半互穿交联网络 高温质子交换膜

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AB-PBI分子量对高温膜燃料电池膜电极性能的影响 被引量：4

16

作者 李微微 尚玉明 +2 位作者 王树博 谢晓峰 吕亚非 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期131-134,共4页

聚合物分子量是表征聚合物特征的基本参数之一,分子量不同,聚合物的性能差异很大,其对高温质子交换膜燃料电池膜电极的输出性能亦起着至关重要的作用。聚(2,5-苯并咪唑)(ABPBI)的结构简单,合成方便,可由单一单体聚合而成,而且其每一个... 聚合物分子量是表征聚合物特征的基本参数之一,分子量不同,聚合物的性能差异很大,其对高温质子交换膜燃料电池膜电极的输出性能亦起着至关重要的作用。聚(2,5-苯并咪唑)(ABPBI)的结构简单,合成方便,可由单一单体聚合而成,而且其每一个苯并咪唑重复单元上的-N基团都可与酸以氢键的方式结合,因而呈现较好的质子电导率。合成了4种不同分子量的ABPBI,采用自制ABPBI膜作为电解质,Pt/C为催化剂,研究了不同分子量ABPBI配制的浆料组装的氢氧高温燃料电池的性能,通过极化曲线测试可以看出聚合物分子量越小膜电极(MEA)性能越好。进一步对膜电极交流阻抗性质进行了研究,经Zsimpwin软件拟合得出,分子量越大电荷转移电阻越大,与极化曲线测试结果相符,并且随着电流密度的增大,各部分电阻均成下降趋势。 展开更多

关键词 聚(2 5-苯并咪唑) 分子量 高温质子交换膜燃料电池 膜电极 交流阻抗

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高温质子交换膜燃料电池性能衰减机理与缓解策略——第一部分:关键材料 被引量：7

17

作者 王子乾 杨林林 孙海 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2370-2389,共20页

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)具有耐CO毒化能力强、水热管理简单、能量利用率高等优点,但同时高温酸性环境也使其面临着耐久性不足的问题。针对该问题,本文分别概述了HT-PEMFC中质子交换膜、气体扩散电极、双极板以及密封件等四种... 高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)具有耐CO毒化能力强、水热管理简单、能量利用率高等优点,但同时高温酸性环境也使其面临着耐久性不足的问题。针对该问题,本文分别概述了HT-PEMFC中质子交换膜、气体扩散电极、双极板以及密封件等四种电池组件的常用材料的物理化学特性,并系统地总结了近些年关于HTPEMFC各组件性能衰减过程的机理、危害、影响因素以及相应缓解策略的研究进展。最后对HT-PEMFC未来的发展进行了展望,其中开发高强度轻薄双极板和高耐久性密封件、优化电堆成本以及探索新型电解质膜体系等研究方向有望成为未来该领域内的研究重点。 展开更多

关键词 电化学 燃料电池 腐蚀 高温质子交换膜 衰减 缓解策略 耐久性

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基于聚苯并咪唑/超支化聚合物的交联共混体系的高温质子交换膜 被引量：2

18

作者 曹凯悦 彭金武 +3 位作者 李宏斌 石埕荧 王鹏 刘佰军 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期2049-2055,共7页

在可溶性高分子量芳醚型聚苯并咪唑(OPBI)基体中引入超支化聚对氯甲基苯乙烯(H-VBC),通过便捷的溶液共混-浇铸法,制备了基于聚苯并咪唑/超支化聚合物的新型交联体系(OPBI/H-VBC-1和OPBI/H-VBC-2),并对膜进行季铵盐化处理(OPBI/H-VBC-QA-... 在可溶性高分子量芳醚型聚苯并咪唑(OPBI)基体中引入超支化聚对氯甲基苯乙烯(H-VBC),通过便捷的溶液共混-浇铸法,制备了基于聚苯并咪唑/超支化聚合物的新型交联体系(OPBI/H-VBC-1和OPBI/H-VBC-2),并对膜进行季铵盐化处理(OPBI/H-VBC-QA-1和OPBI/H-VBC-QA-2),实现了复合膜综合性能的提升.与原始OPBI膜相比,交联型复合膜表现出优异的尺寸稳定性和"抗塑化"能力.在85%磷酸中浸泡72 h后,OPBI/H-VBC-2和OPBI/H-VBC-QA-2的体积膨胀率只有184.2%和152.4%,而OPBI的体积膨胀率达到336.5%;OPBI/H-VBC-2和OPBI/H-VBC-QA-2的最大拉伸强度分别达到36.3和21.9 MPa,比单一OPBI膜的10.9 MPa提高了56%-233%.研究发现,季铵盐化的复合膜具有更高的质子传导率(在200℃下的质子传导率分别达到151.5和103.4 mS/cm)与磷酸吸收水平比值.对比研究发现,所制备的交联型复合膜比已报道大多数高温质子交换膜(HT-PEM)具有更优异的质子传导率与力学强度平衡能力. 展开更多

关键词 燃料电池 高温质子交换膜 大分子交联剂 超支化聚合物 聚苯并咪唑

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聚苯并咪唑类高温质子交换膜研究进展 被引量：2

19

作者 李涛 林蔚然 +1 位作者 张韬毅 祝桂香 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期128-132,共5页

综述了聚苯并咪唑(PBI)的分子合成与结构改性方法,PBI的合成方法由最初的本体熔融固相法逐渐发展为应用更广泛的溶液缩聚法、亲核取代法和母体法等;从分子设计的角度对PBI的改性方法研究进行了总结和分析,包括在PBI聚合物主链及侧链引... 综述了聚苯并咪唑(PBI)的分子合成与结构改性方法,PBI的合成方法由最初的本体熔融固相法逐渐发展为应用更广泛的溶液缩聚法、亲核取代法和母体法等;从分子设计的角度对PBI的改性方法研究进行了总结和分析,包括在PBI聚合物主链及侧链引入大空间位阻功能基团(带有苯环侧基的吡啶基团)、柔性基团(柔性醚结构)和质子传导基团(磺酸基团)。重点探讨了酸掺杂PBI高温质子交换膜的质子传导性能、热稳定性能、化学稳定性能及力学性能的影响因素及改善途径。最后指出了PBI高温质子交换膜研究存在的问题和今后的发展方向。 展开更多

关键词 质子交换膜 聚苯并咪唑 高温燃料电池 磷酸掺杂膜

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高温质子交换膜燃料电池电堆端板拓扑优化 被引量：4

20

作者 王浩然 吴私 +4 位作者 杨林林 兰海兵 陈超 孙伟 宋学官 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期142-148,共7页

以实现高温质子交换膜燃料电池单电池内部接触压力的均匀性与电堆内单电池之间接触压力的一致性为目的,建立了一种具有非线性接触边界条件的高温质子交换膜燃料电池电堆端板的拓扑优化模型.通过研究在一定工作温度下装配荷载对电堆内部... 以实现高温质子交换膜燃料电池单电池内部接触压力的均匀性与电堆内单电池之间接触压力的一致性为目的,建立了一种具有非线性接触边界条件的高温质子交换膜燃料电池电堆端板的拓扑优化模型.通过研究在一定工作温度下装配荷载对电堆内部接触压力的影响,并综合考虑端板的质量与制造难度,构建了一种适用于燃料电池电堆的简化模型.从基于热力耦合的有限元法出发,对燃料电池端板进行以最小质量为目标、最大应力为约束的拓扑优化,并在综合考虑结构形状与拓扑结果的基础上建立端板的几何模型.结果表明,拓扑优化得到的端板结构使电堆内部具有更均匀的接触压力,因此拓扑优化可以为端板的结构设计提供理论参考. 展开更多

关键词 高温质子交换膜燃料电池 拓扑优化 有限元法 热力耦合分析

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