質(zhì)子交換膜雜質(zhì)的電化學(xué)阻抗檢測及其質(zhì)子化.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。它具有低污染，能量轉(zhuǎn)化率高、不受卡諾循環(huán)限制，啟動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)的化石能源消耗殆盡的今天，新能源的開發(fā)顯得尤為迫切。質(zhì)子交換膜燃料電池的這些優(yōu)點(diǎn)決定了它在未來新能源中扮演著重要角色。
　　 燃料電池在使用過程中，一直處于極為復(fù)雜的環(huán)境中，難免在燃料電池中出現(xiàn)各種雜質(zhì)，燃料電池的組件在制備過程中也

2、會(huì)給電池本身帶來雜質(zhì)?，F(xiàn)有的研究表明，外界引入雜質(zhì)，如Ni2+、F-等離子，CO氣體等雜質(zhì)都會(huì)對(duì)燃料電池帶來損害，降低燃料電池的性能。如Ni2+離子會(huì)造成Nafion膜電導(dǎo)率下降，CO會(huì)造成Pt催化劑的中毒，降低其催化能力。離子或氣體雜質(zhì)對(duì)Nafion膜的性能影響已有很多研究，但是對(duì)于一些有機(jī)物雜質(zhì)如非離子型表面活性劑TritonX100對(duì)Nafion膜造成的影響，Nafion/PTFE復(fù)合質(zhì)子交換膜在制備中帶來的雜質(zhì)對(duì)其本身性能的影響

3、，Nafion/PTFE復(fù)合膜中雜質(zhì)的去除方法等仍缺乏足夠的研究。本文以電化學(xué)阻抗譜的方法研究了Na+離子以及表面活性劑Triton X100在Nafion膜、Nafion/PTFE復(fù)合膜中的含量與膜的電導(dǎo)率等性能之間的關(guān)系，Nafion/PTFE復(fù)合膜中雜質(zhì)的去除方法以及去除雜質(zhì)對(duì)Nafion/PTFE復(fù)合膜性能的提升效果。本文通過研究得到以下主要結(jié)論：
　　 (1)在Nafion樹脂溶液中加入Na+和Triton X100，

4、然后制備成含有一系列不同雜質(zhì)含量的Nafion膜。與純Nafion膜相比，加入雜質(zhì)后Nafion膜的電導(dǎo)率出線明顯的下降。隨著雜質(zhì)含量的不斷提高，Nafion膜的電導(dǎo)率呈線性下降的趨勢。加入等摩爾數(shù)Na+與Triton X100相比較，加入的Na+后Nafion膜的電導(dǎo)率下降更多。也即是，Na+的引入對(duì)Nafion膜的電導(dǎo)率危害性更大。
　　 (2)Nafion/PTFE復(fù)合膜的質(zhì)子化能有效降低膜中的雜質(zhì)含量，從而降低其阻抗，提