质子交换膜的交联改性研究进展

燃料电池的应用需要性能优越的质子交换膜,而目前广泛使用的全氟磺酸膜以及其他类型的质子交换膜普遍都存在着热稳定性较差、溶涨过大、阻醇性能不理想等问题,这些缺点可用交联的方法得到一定程度的改善.综述了近年来交联改性质子交换膜的研究进展,并对其交联方法、改性效果进行了详细的讨论.     

基于微型燃料电池阴极氧气传输的研究

燃料电池中阴极的氧气传输涉及不同的机理,包括气体在流场中的对流、在气体扩散层(GDL)中的分子扩散、在催化层(CL)中的努森扩散及在水膜和离子膜中的渗透作用。氧气传输阻力可用单电池的极限电流来评价。通过调控氮氧混合气中氧气的百分含量测得一系列的极限电流(I),计算出不同氧分数下的总传输阻力(R_(total))。从R_(total)-I曲线可知,氧气在燃料电池中的传输分为两个区域:一是干态区域(电流密度小于1500 mA/cm~2),R_(total)趋近于常数;二是湿态区域(电流密度大于1 500 mA/cm~2),R_(total)急剧上升。R_(total)-I曲线能清晰反映燃料电池在各电流密度下工作时的氧气传输情况。     

磺化SEBS质子交换膜制备和性能的研究

利用“预混法”对苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS）进行了磺化,采用溶液-浇铸法成膜,并对其制备过程和膜的性能进行了研究。结果表明,FT-IR分析判断磺酸基团接入PS段的苯环对位上;该法平均磺化效率为12％;溶剂DCE与环己烷的加入量体积之比为8：1左右时磺化度达到最高;电导率、含水量、溶涨率和水合系数都以磺化度为15％左右处为一临界点,此前都增长缓慢,此后迅猛增长,然后前三者在磺化度为20％左右增加趋于缓慢,不同的是,而由于“亲水区域”的存在,水合系数在磺化度为20％左右达到最高,随后便逐渐减小;当磺化度达到40％以上,膜的几乎成为水溶性;AFM研究表明磺化后PS相以大小为20～30nm的柱状存在,并有交叉汇合的趋势。     

纤维复合磺化SBS质子交换膜的制备和性能

介绍了磺化聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(S-SBS)低温质子交换膜的制备和表征，并以S-SBS为基体，与经过偶联剂处理的玻璃纤维毡复合，制备出复合S-SBS膜。并研究了复合S-SBS膜与S-SBS膜的拉伸强度、质子传导性、吸水率、溶胀率、离子交换当量(IEC)等性能的变化。结果表明，纤维复合可在对膜的传导性能影响很小的情况下，大大提高膜的拉伸强度，并且膜的溶胀率明显减小，尺寸稳定性得到明显提高。     

磺化SEBS质子交换膜的性能与微结构

制备了不同磺化度的磺化聚(苯乙烯／乙烯-丁二烯／苯乙烯)三嵌段共聚物膜(s-SEBS)，对其膜的性能和结构进行了研究。结果表明，FT-IR分析判断磺酸基团接入PS段的苯环对位上；电导率、含水量、溶涨率和水合系数都以磺化度为15％左右为临界点，在此有增长的突变，随后前三者随磺化度的增高而继续增大的趋势减缓，而水合系数在磺化度为20％左右达到最高，再逐渐减小；AFM研究表明磺化后PS相以大小为20～30nm的柱状存在。     

磺化SEBS质子交换膜的研究进展

燃料电池商业化的实现要求要有性价比高的质子交换膜,磺化SEBS以其低廉的价格、独特的微相结构、良好的力学性能和高的质子导电率正成为大家关注的焦点.着重评述了磺化SEBS质子交换膜近年来的研究进展,较为详细地讨论了其制备、微相结构、性能特点和改性后在直接甲醇燃料电池等方面的应用,并扼要阐述了其发展方向.