质子交换膜中质子输送过程模拟的研究进展

质子的扩散系数、电导率等质子在质子交换膜中的输送参数可以用实验的方法来表征,这些实验技术大多仍停留在用宏观的参数来反映其微观的性能上.运用计算机模拟技术可直接在分子规模描述其输送过程.主要综述了几种质子在质子交换膜中输送过程的模拟方法,讨论了这几种模型在模拟质子输送过程中的一些假设及求解质子输送情况时的大概思路.     

质子交换膜中质子输送过程的无规行走模拟

模拟了质子在聚合物电解质膜中的输送过程．借助无规行走模型研究了质子交换膜中含水量、酸掺杂量等因素对质子输送扩散系数的影响,本研究所建立的模型利用改变格子上组分的分布来考虑质子交换膜体系的实际变化．已有资料表明质子在膜中输送是链段运动输送和质子跃迁双重作用的结果,二者的贡献大小取决于具体质子导电体系的种类,本模型用格子重组和无规行走描述了这两种贡献．通过定性和半定量的分析比较,模拟结果较好地符合实验得出的结论．     

聚合物电解质膜中质子输送过程的Monte Carlo模拟

模拟了质子在质子交换膜中的输送过程.通过构造新模型,研究了质子数等因素对质子在质子交换膜中输送过程的影响.有实验资料表明质子在膜中的大多数输送是链段运动和质子跃迁双重作用的结果,利用模拟参数本文将输送的质子数表征为链段运动和质子跃迁两项和的形式.随着质子浓度的增加,质子输送数随之增加,达一定值后又随之下降.同时质子输送数随着链段长度、链数、总链段浓度等的增加而增加.而随着链段运动恢复时间的相对增加,质子的跃迁数略有下降.此外,随链容纳质子数的增加,可运动质子数随之增加,达一定值后渐达平衡值.这些结论与文献报道的实验结果基本相符.     

燃料电池质子交换膜的研究进展

本文从质子交换膜的发展入手 ,指出全氟磺酸型质子交换膜是目前最适合燃料电池的膜材料 ,并对其结构特点及优缺点进行了重点分析 ,论述了目前质子交换膜的发展趋势     

燃料电池质子交换膜中物质传导过程探讨

本文通过对合成的磺酸型质子交换膜吸性和导电性的分析 ,发现膜中水的存在对质子导电性有很大的影响 ,并从理论上分析了水与质子在膜中的传递过程 ,认为质子在膜中的传递遵循“似液体”理论 ,水的存在对导质子起促进作用。水在膜中有液态和气态两种存在形式 ,电渗作用和扩散作用分别使水向相反的方向运动 ,从而保持膜中水平衡。     

质子交换膜测试方法国家标准解读

本文重点介绍GB/T 20042.3-2022《质子交换膜燃料电池第3部分：质子交换膜测试方法》中质子交换膜的主要测试项目和测试方法,通过与原标准的比较,进一步解读该新版标准中测试方法的技术改进和变化内容,并为氢能产业标准化的实施提出建议。     

质子交换膜在燃料电池中的应用

质子交换膜（ＰＥＭ）燃料电池以质子交换膜为电解质，燃料电池的性能强烈地依赖于质子交换膜的特性。本文综述ＰＥＭ电池对质子交换膜的技术要求及该膜的检测和在燃料电池中的应用情况。     

燃料电池用质子交换膜的研究进展

对燃料电池用质子交换膜的研究进展进行了简要的概述,特别是从膜材料角度分类．较详细的介绍了全氟化质子交换膜,部分氟化质子交换膜,接枝、交联、共混型质子交换膜等的特性及最新的研究状况,并对其发展前景进行了探讨．     

燃料电池用质子交换膜的研究进展

质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的和绝缘电子的作用,其性能和寿命直接决定电池的性能和寿命.从膜材料的角度分类,综述了质子交换膜燃料电池用主链含氟聚合物膜、元素有机聚合物膜以及芳香族碳氢化合物膜的特性和研究现状.     

燃料电池用质子交换膜的发展方向

从Nafion膜的结构与性能的关系出发，主要分析了含水量、分子结构以及膜的微观结构和酸度对质子电导率的影响，指出了Nafion膜待克服的问题如高温电导率低，甲醇渗透性大，提出了质子交换膜以后的发展方向，包括Nafion膜的修饰与改性，含氟高分子作为主链接枝带有磺酸的支链，有机聚硅氧烷主链接枝烷基磺酸质子交换膜．     

燃料电池用新型质子交换膜的研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)以其高效、清洁、高能量密度和高功率密度等诸多优点正引起人们越来越多的关注和研究．目前,质子交换膜是制约PEMFC技术应用的一个主要问题．为此,开发性能良好、成本经济的新型质子交换膜是一项很有意义的工作、综述了近几年国内外在新型质子交换膜(包括全氟磺酸膜、部分含氟磺酸膜、非氟质子交换膜)方面的研究进展．     

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。     

直接甲醇燃料电池用质子交换膜研究进展

目前,全氟磺酸系列膜（如Nafion系列膜）在直接甲醇燃料电池（DMFC）中得到较为广泛的应用,但其成本较高;阻醇性能差;在膜内水含量较低或温度高于100℃又无水补充时,电导率会明显下降,不利于高温（〉100℃）DMFC运行,因此,专家学者们正在研究、开发阻醇的廉价的质子交换膜,对近两三年各国研究的应用于DMFC中的阻醇的廉价的质子交换膜进行简要介绍和性能比较。     

质子交换膜的研究现状与进展

简述了质子交换膜燃料电池中质子交换膜的质子传导机理;讨论了目前质子交换膜存在的甲醇渗透、耐温性等共性问题,就如何解决这些问题进行了评述,同时,论述了质子交换膜的研究开发现状及其发展前景。     

质子交换膜掺杂固体无机质子导体材料的研究进展

主要介绍了目前掺杂质子交换膜用的几种无机质子导体磷酸锆、杂多酸、硫酸氢盐等,并进一步介绍了将这些无机质子导体引入到聚合物中的3种掺杂方法:混合浇铸法、离子-沉淀法和溶胶-凝胶法.重点介绍了国内外掺杂无机固体质子导体的燃料电池用质子交换膜的研究进展.     

燃料电池用高温质子交换膜的研究进展

燃料电池是一种高效的清洁能源技术,可缓解当今社会面临的能源和环境问题。质子交换膜燃料电池是一种重要的燃料电池类型,质子交换膜是其关键组件,起到传导质子、隔绝电子和阴阳两极的反应物的作用。质子交换膜燃料电池在低温下存在许多难以解决的问题,升高工作温度可以解决这些问题。因此需要开发高温低湿度下工作的膜材料。本文综述了高温质子交换膜的主要类型、制备与改性方法和质子传导机制,指出质子导体掺杂的聚苯并咪唑(PBI)类膜材料在高温低湿度下作为质子交换膜适用的巨大潜力,并探讨了复合PBI高温质子交换膜的制备、掺杂的质子导体类型和性能提升方法。最后本文归纳了高温质子交换膜面临的挑战,并指出了该类材料未来的研究方向,如设计合成新型质子导体、改善PBI抗氧化稳定性、调控膜微观结构来提升性能和开发新型聚合物电解质。     

溶剂对溶液法制备的SPEEK质子交换膜性能的影响

本文在聚醚醚酮(PEEK)磺化反应制备相同磺化度的磺化聚醚醚酮(SPEEK)基础上,采用不同的溶剂通过溶液法制备一系列SPEEK质子交换膜,采取交流阻抗法、扩散池法和溶胀法分别评价其导质子能力、阻醇性能和溶液稳定性,探讨溶剂种类对SPEEK质子交换膜性能的影响规律.试验结果表明溶剂对所制备膜的导质子能力和阻醇性能影响依赖于溶剂分子与SPEEK中磺酸基团的相互作用,若存在越强作用,膜的导质子能力越弱,而阻醇性能越高.此外,溶剂种类对膜的吸水溶胀性能存在较小的影响,对膜表面的微孔形态存在明显的影响,并与膜的导质子能力及阻醇性能存在对应关系.综合比较不同溶剂制备膜的导质子能力、阻醇性能和吸水溶胀性能,DMAc是优于DMF和DMSo的制膜溶剂.