分会

第三十九分会：先进化学电源

摘要

为解决甲醇重整制氢燃料电池中制氢温度高，水热系统复杂等问题[1]。本文提出开发一种新型宽温域质子交换膜，利用聚乙烯亚胺填充埃洛石纳米管（HNTs）对聚（2,5-苯并咪唑）（ABPBI）进行改性制备成复合质子交换膜，通过引入HNTs无机纳米粒子提高复合膜强度，掺入碱性填料（PEI）固定磷酸（PA）而减缓高温下PA流失问题，从而拓宽复合膜使用温度范围。本文研究内容有：先对HNTs酸活化处理，再采用ScCO2流体法辅助PEI填充HNTs，获得PEI@HNTs。FTIR（Fig. 1a）、XPS等表征结果证实PEI进入HNTs管腔内。然后利用3,4-二氨基苯甲酸（DABA）与PEI@HNTs，在MSA中发生原位缩合反应，最后流延法制得PEI@HNTs/ABPBI有机-无机复合膜。制备的PEI@HNTs/ABPBI复合膜有着较高的机械强度和在宽温域下较好的质子传导性能。复合膜的断裂强度约为142 MPa；在98% RH下和90 °C时的质子传导率为0.61 S/cm（Fig. 1b），而在无水条件下和180 °C时的质子传导率为0.049 S/cm（Fig. 1c）；复合膜组装成单电池，在180 °C下，其最大功率密度为0.3 W/cm2，约为纯ABPBI膜的1.6倍，显示出良好的宽温域下应用前景。

关键词

聚乙烯亚胺;埃洛石;聚(2,5苯并咪唑);质子交换膜

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