【編號(hào)】2024-54

【題名】哌啶功能化聚苯乙烯/PTFE復(fù)合陰離子交換膜研究

【作者】周軍營(yíng)，趙云，周利等

【機(jī)構(gòu)】中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所

【刊名】 電源技術(shù)（2024年10期）

【文摘】陰離子交換膜是陰離子交換膜燃料電池的關(guān)鍵材料，對(duì)燃料電池性能起著至關(guān)重要的作用。在不同孔徑的聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜內(nèi)，通過(guò)原位熱聚合的方法將氯甲基苯乙烯、甲基丙烯酸六氟丁酯和二乙烯基苯共聚制備成膜，采用N-甲基哌啶(DMP)對(duì)膜進(jìn)行功能化得到哌啶功能化聚苯乙烯/PTFE復(fù)合陰離子交換膜(QAPTFE/PVH)。采用三種孔徑(1、0.45和0.22μm)PTFE多孔基膜，分別制備了三種復(fù)合陰離子交換膜QAPTFE/PVH-1、QAPTFE/PVH-0.45和QAPTFE/PVH-0.22。測(cè)試了不同膜的吸水率、溶脹率、離子交換容量和離子電導(dǎo)率等性能，發(fā)現(xiàn)QAPTFE/PVH-1具有較高的吸水率和溶脹率，分別為88.06%和50.42%，80℃下電導(dǎo)率達(dá)34.44mS/cm。在65℃、H₂/O₂氣體流速均為0.5L/min和操作壓力為0.1MPa條件下，QAPTFE/PVH-1膜的單電池峰值功率密度達(dá)278.4mW/cm²。此外，QAPTFE/PVH復(fù)合膜的開(kāi)路電壓均高于1.0V，表明復(fù)合膜具有較好的燃料阻隔能力。在80℃的3mol/L KOH中測(cè)試了三種QAPTFE/PVH膜的耐久性，14d后離子交換容量(IEC)的保留率分別為93.98%、91.88%和92.55%，表明QAPTFE/PVH膜具有較好的耐久性。