新型阴离子交换膜材料的结构设计与性能研究

摘要

近年来,阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)作为一种高效能、低排放、低成本的能量转换设备被广泛地研究.阴离子交换膜(AEMs)作为AEMFCs的核心部件,在隔离阴极阳极、传输OH-的过程中起着至关重要的作用.为了确保燃料电池长期稳定运行,提高阴离子交换膜的电导率及耐碱性成为了该领域最具挑战性的难题.典型的阴离子交换膜由离子单元和疏水单元两部分组成,筛选出稳定性优良的离子传导基团是改善阴离子交换膜稳定性的关键.在阴离子交换膜材料的结构设计中，疏水链段长度对碱稳定的影响很少被研究。课题组最近首先采用以侧链含叔胺基团的酚酞型聚合物为原料，通过接枝反应制备了侧链含双季铵盐基团的无规型聚合物膜材料 (如图四所示,QRPES-60)。为研究疏水链段长度对碱稳定的影响，又设计制备了侧链含双季铵盐基团的嵌段型聚合物膜材料(QBPES-60)。详细研究它们的相貌，吸水率，溶胀率，机械性能，热稳定性，电导率及碱稳定性等方面的性能。