一种燃料电池用高温质子交换膜及其制备方法

    公开(公告)号:CN118063709B

    公开(公告)日:2024-08-09

    申请号:CN202410454390.3

    申请日:2024-04-16

    发明人: 臧秀静 王佳 薛琼

    摘要: 本发明提供一种燃料电池用高温质子交换膜及其制备方法,该高温质子交换膜采用特定的聚苯并咪唑和咪唑离子液体交联反应制成,聚苯并咪唑含氮大体积基团的结构设计和大体积侧基取代的咪唑离子液体引入,提高自由体积,增加磷酸掺杂量和磷酸保留量,促进质子传导;运用交联的方法构建交联网络,增强膜材料的抗蠕变性、机械性能和抗溶胀能力的同时提高磷酸掺杂量和保留能力。利用聚离子液体对质子传导的促进作用降低膜材料对于磷酸掺杂量的依赖,获得低磷酸掺杂量下的高质子传导率;同时依靠聚离子液体与磷酸间的离子相互作用,提高磷酸分子与体系间的作用力,获得磷酸保留能力优异的HT‑PEM。

    膦酸化聚合物的高效制备方法及其在高温燃料电池中的应用

    公开(公告)号:CN114763412B

    公开(公告)日:2023-11-28

    申请号:CN202110000812.6

    申请日:2021-01-04

    发明人: 汤红英 高健

    摘要: 本发明涉及通过面光源催化,简单温和高效合成膦酸化聚合物,以及该膦酸化聚合物在高温燃料电池中的应用,属于离子交换膜材料制备工艺及燃料电池技术领域。本发明通过温和的面光源光照催化引发Arbuzov反应对聚芳基醚砜类聚合物进行修饰,解决目前膦酸化聚合物合成过程中分子量低、离子交换容量低及难成膜的问题,将得到的膦酸化聚合物用于高温燃料电池作为质子交换膜以及催化层中的离聚物。本发明涉及的面光源引发膦酸化方法制备条件温和简便,聚合物分子量高,成膜性能好,相应膜材料及离聚物在高温燃料电池中表现出稳定的电导率及输出功率。

    交联型磷酸掺杂聚砜质子交换膜及制备方法

    公开(公告)号:CN116565273A

    公开(公告)日:2023-08-08

    申请号:CN202310543418.6

    申请日:2023-05-15

    发明人: 乔宗文 邓嘉琪

    摘要: 本发明公开了交联型磷酸掺杂聚砜质子交换膜及制备方法,具体为:首先,制备末端含有异氰酸酯基团的改性聚砜,然后加入4‑羟乙基苯甲醛进行反应,再将改性聚砜溶解在N,N‑二甲基乙酰胺中,滴加对氨基苯丙三氮唑进行席夫碱反应,制备末端含有活性氢的改性聚砜膜材;再将其溶解于二甲基乙酰胺中,通入氮气并加入六亚甲基二异氰酸酯,干燥,脱模,洗涤,最后放入磷酸溶液中浸泡,即可。本发明方法制备的交联型磷酸掺杂聚砜质子交换膜,由于磷酸基团远离聚合物主链,降低了水分对主链的影响,而且了引入了磷酸结合位点数目多,使得磷酸掺杂聚砜质子交换膜的保持较高的磷酸掺杂量;另外,该质子交换膜在高离子传导率下保持很好的尺寸稳定性。

    具有功能/支化结构的聚苯并咪唑凝胶型高温质子交换膜及其制备方法

    公开(公告)号:CN115275290A

    公开(公告)日:2022-11-01

    申请号:CN202210774185.6

    申请日:2022-07-01

    摘要: 本发明公开了一种具有功能/支化结构的聚苯并咪唑凝胶型高温质子交换膜及其制备方法,该高温质子交换膜是由具有功能/支化结构的聚苯并咪唑、磷酸和水组成;以多聚磷酸为溶剂与缩聚剂进行聚合反应,再经过刮膜,然后通过多聚磷酸水合成磷酸的过程完成从聚合物溶液到凝胶质地膜的相转化过程制得;本发明提供的质子交换膜不仅具有优良的抗蠕变力学性能,而且在高温非水条件下也展现出了超高的质子传导性能,有效提升了现有高温质子膜的应用温度;并且制备工艺简单可行、易于放大,极具商业化潜力,在200‑300℃甲醇重整制氢燃料电池等领域具有应用优势。

    膦酸化聚合物的高效制备方法及其在高温燃料电池中的应用

    公开(公告)号:CN114763412A

    公开(公告)日:2022-07-19

    申请号:CN202110000812.6

    申请日:2021-01-04

    发明人: 汤红英 高健

    摘要: 本发明涉及通过面光源催化,简单温和高效合成膦酸化聚合物,以及该膦酸化聚合物在高温燃料电池中的应用,属于离子交换膜材料制备工艺及燃料电池技术领域。本发明通过温和的面光源光照催化引发Arbuzov反应对聚芳基醚砜类聚合物进行修饰,解决目前膦酸化聚合物合成过程中分子量低、离子交换容量低及难成膜的问题,将得到的膦酸化聚合物用于高温燃料电池作为质子交换膜以及催化层中的离聚物。本发明涉及的面光源引发膦酸化方法制备条件温和简便,聚合物分子量高,成膜性能好,相应膜材料及离聚物在高温燃料电池中表现出稳定的电导率及输出功率。