燃料電池用橡膠基質(zhì)子交換膜的制備與性能表征.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是一項21世紀開發(fā)清潔高效發(fā)電設(shè)備的較有前景的技術(shù)，而質(zhì)子交換膜是PEMFC中的重要組成部分。本文通過在橡膠混煉硫化過程中原位改性的方法，在橡膠交聯(lián)結(jié)構(gòu)中引入磺酸基團，成功制備了質(zhì)子電導(dǎo)率高、甲醇滲透率低、填料分散性好的橡膠基質(zhì)子交換膜材料。
　　 本實驗選用苯乙烯磺酸鈉(NaSS)作為反應(yīng)性填料，雙25作為過氧化物交聯(lián)劑，實驗初期選取了順丁橡膠(BR)、氯磺化聚乙烯(CSM)等幾種橡膠作為基體，

2、對比幾種橡膠的結(jié)構(gòu)式以及通過偏光顯微鏡(POM)、透射電子顯微鏡(TEM)表征和電導(dǎo)率測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)NaSS在CSM中分散性和反應(yīng)性最好，故選用CSM作為橡膠基體。實驗中使用紅外光譜(FT-IR)、X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和TEM表征了CSM/NaSS質(zhì)子交換膜的性能。研究了過氧化物引發(fā)劑和NaSS的用量對CSM/NaSS質(zhì)子交換膜的質(zhì)子電導(dǎo)率、離子交換容積(IEC)、吸水率和甲醇滲透率的影響。
　　 經(jīng)過

3、各種表征發(fā)現(xiàn)雙25含量為8phr時的電導(dǎo)率相對于14phr的較高，IEC的值相對較高，側(cè)面也說明NaSS在雙25為8phr時在CSM中的接枝率較高。當(dāng)雙25含量分別為8份和14份時，膜的質(zhì)子電導(dǎo)率會隨著NaSS的含量的增加而增加，最高可以達到2.53×10-2s·cm-1。
　　 該技術(shù)采用在橡膠硫化過程中成膜的方法，橡膠硫化過程中形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)即提高了膜的尺寸穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性又降低了甲醇滲透率。與目前應(yīng)用較為廣泛的