質(zhì)子交換膜電導(dǎo)率及質(zhì)子遷移數(shù)測定方法的研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)以其突出的優(yōu)點(diǎn)越來越受到人們的廣泛關(guān)注，其中質(zhì)子交換膜(PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的核心元件。PEM對(duì)質(zhì)子的傳導(dǎo)能力，直接關(guān)系到PEMFC的性能。PEM傳導(dǎo)質(zhì)子的能力主要通過電導(dǎo)率和和質(zhì)子遷移數(shù)兩方面來衡量。在質(zhì)子交換膜的理論研究和實(shí)際應(yīng)用中，電導(dǎo)率和遷移數(shù)都是十分重要參數(shù)，是衡量膜傳輸離子能力的重要指標(biāo)，其導(dǎo)電能力的高低直接關(guān)系著PEMFC的性能。電導(dǎo)率反映了體系中全部離子的遷移率，是聚

2、合物電解質(zhì)導(dǎo)電能力的體現(xiàn);而遷移數(shù)則反映了有關(guān)的離子，如H+，Na+，OH-等的離子遷移率。
　　本文通過對(duì)質(zhì)子交換膜的性能研究，準(zhǔn)確表征PEM的質(zhì)子遷移數(shù)，可以為我們探索膜的傳導(dǎo)機(jī)理提供科學(xué)依據(jù)。本研究借鑒希托夫法，利用自制的裝備，測定了磺化聚醚醚酮(SPEEK)，SPEEK/TFAPA，SPEEK/BMIMPF6膜質(zhì)子遷移數(shù)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SPEEK的磺化度與膜的遷移數(shù)呈正相關(guān)。將SPEEK膜分別與離子液體TFAPA和BMIMPF

3、6復(fù)合后，質(zhì)子遷移數(shù)均高于純SPEEK膜的遷移數(shù)，且隨離子液體的復(fù)合量的增加而升高。然而由于SPEEK/BMIMPF6膜對(duì)電解質(zhì)的吸附和SPEEK/TFAPA膜中離子液體的流失，均分別使得由陰陽極室計(jì)算所得的結(jié)果在離子液體含量較高時(shí)出現(xiàn)明顯差異。雖然對(duì)于質(zhì)子交換膜導(dǎo)電性能的研究已經(jīng)進(jìn)行多年，可是由于固相質(zhì)子交換膜不同于液相電解質(zhì)，測試方法的不統(tǒng)一，以及較多的影響因素，使得測量結(jié)果存在一定的差異。其中采用最多的是四電極交流阻抗法和同軸探測