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、體積小和易存儲運輸?shù)葍?yōu)點，作為可以替代目前電力來源特別是便攜式或移動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，甲醇滲透嚴重；二是陽極催化劑對甲醇氧化活性低。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行了嘗試并對其性能進行評估。
　　 以1，2-雙（三乙氧基硅基）乙烷(BTESE)為交聯(lián)劑，先對聚乙烯醇(PVA)進行雜化交聯(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。該膜的缺點是含水率偏高導(dǎo)致濕膜機械性能及熱穩(wěn)定性偏低。
　　 采用戊二醛(GA)做交聯(lián)劑，交聯(lián)過程進行在PVA與BPEI充分共混后，同