半互穿網(wǎng)絡(luò)法制備直接甲醇燃料電池用陰離子交換膜的研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)具有效率高、功率密度高、低或零排放、體積小和易存儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，作為可以替代目前電力來源特別是便攜式或移動(dòng)電源的一種新能源而受到了廣泛的關(guān)注。目前DMFC主要面臨兩大難題：一是DMFC所用的質(zhì)子交換膜阻醇性能較差，甲醇滲透嚴(yán)重；二是陽極催化劑對(duì)甲醇氧化活性低。堿性陰離子交換膜直接甲醇燃料電池(AEMDMFC)采用了陰離子交換膜作為電解質(zhì)，一方面，堿性介質(zhì)中甲醇氧化速度比在酸性介質(zhì)中要快，而且也不存在反應(yīng)中間產(chǎn)物

2、使電極催化劑中毒現(xiàn)象，另一方面，在AEMDMFC中，OH-離子與甲醇傳遞方向相反，可降低甲醇透過率。因此，AEMDMFC能夠克服這兩大難題。陰離子交換膜是堿性直接甲醇燃料電池的關(guān)鍵部件，本課題在新型陰離子交換膜的制備方面進(jìn)行了嘗試并對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估。
　　 以1，2-雙（三乙氧基硅基）乙烷(BTESE)為交聯(lián)劑，先對(duì)聚乙烯醇(PVA)進(jìn)行雜化交聯(lián)，得到Si-PVA，然后將Si-PVA與溴乙基化聚乙烯亞胺(BPEI)共混，使BPE

3、I貫穿于交聯(lián)PVA網(wǎng)絡(luò)中形成半互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(s-IPN)，鑄膜后得到陰離子交換膜。BPEI含量增加，膜的離子交換容量升高但同時(shí)含水量也顯著提高。BPEI含量20％的膜具備較好的綜合性能，其在30℃下的電導(dǎo)率和甲醇透過率分別為1.32×10.2 S-cm-1及7.88× lO-7cm-2·s-1。該膜的缺點(diǎn)是含水率偏高導(dǎo)致濕膜機(jī)械性能及熱穩(wěn)定性偏低。
　　 采用戊二醛(GA)做交聯(lián)劑，交聯(lián)過程進(jìn)行在PVA與BPEI充分共混后，同