含磷酸结构全氟磺酸质子交换膜研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)具有独特的能源转化和储存方式,因此引起了科学家广泛的研究兴趣.全氟磺酸质子交换膜(PFSA)是目前低温型PEMFCs(<100℃)中应用最为广泛的关键核心材料之一,在很大程度上决定着PEMFCs的性能优劣.提高工作温度可以赋予PEMFCs更高的转化效率、更快电极反应、更高的杂质耐受能力、更便捷的水热管理方式等,然而,质子交换膜(PEM)在高温下的传质性能衰减阻碍PEMFCs的高温应用.引入磷酸结构是目前改善PEM高温传质性能常用的策略.本文总结了近年来含磷酸结构全氟磺酸质子交换膜的研究进展,并讨论了引入磷酸结构后存在的问题,为后续的高温质子交换膜的研究工作提供指导作用.     

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．     

质子交换膜燃料电池双极板研究进展

双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,在燃料电池中主要起分隔氧化剂与还原剂,使生成的水顺利排出,分隔电池堆中的每个电池和收集输送电流的作用.质子交换膜燃料电池双极板的成本与性能对推进燃料电池的产业化进程有很大影响.双极板材料主要有无孔石墨材料、金属或合金材料以及各种复合材料,针对这些双极板材料的优缺点进行了比较.流场设计目前采用较多的是蛇形流场,其它的还有网格状流场、叉指形和肺形等.     

质子交换膜燃料电池膜电极的结构优化

膜电极(membrane electrode assembly,MEA)是质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的核心部件,为PEMFC提供了多相物质传递的微通道和电化学反应场所。为了实现燃料电池商业化目标,需要制备高功率密度、低Pt载量、耐久性好的MEA。在MEA中除了催化剂以外,各功能层结构、层与层之间的界面都对MEA的性能具有重要影响。传统方法(CCS法和CCM法)制备的MEA在结构上有很多缺陷,明显制约了Pt的利用率和系统传质能力。通过优化各功能层结构消除缺陷,将有利于进一步提升PEMFC综合性能。本文从传统MEA结构存在的问题出发,梳理了近年来关于催化层、质子交换膜和气体扩散层结构优化方面的文献,归纳总结了各先进结构的制备方法、构效关系以及优缺点,对未来高性能、低成本和长寿命的MEA的开发具有指导意义。     

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。     

燃料电池用全氟磺酸型复合质子交换膜的研究

本文评述了用于质子交换膜燃料电池的几种全氟磺酸型复合质子交换膜的研究情况。根据这几种膜的制备工艺 ,评价了它们的优、缺点 ,以及在燃料电池上的潜在使用能力和性能 ,预示了燃料电池用质子交换膜的发展方向     

燃料电池质子交换膜的研究

通过先辐射接枝后磺化引入磺酸基两步法合成了磺酸型质子交换膜，对质子交换膜的物理化学性能如吸水性、离子交换容量、形体稳定性以及化学稳定性等进行了研究分析。结果表明，这些性能依赖于膜基体中苯乙烯的含量，综合膜的各种性能，膜中苯乙烯含量应控制在12％～21％之间。     

质子交换膜燃料电池的研究进展

论述了质子交换膜燃料电池的开发现状及国内外研究进展；同时介绍了趋于成熟的贮氢技术，包括质子交换膜、双极板、膜电极和电催化剂在内的关键技术、应用以及未来展望。     

全氟质子交换膜的化学降解及其稳定化研究进展

从化学退化行为、退化机理以及化学耐久性改善措施方面对全氟质子交换膜的化学耐久性进行了总结,目前的进展表明质子交换膜失效的主要原因是自由基攻击高分子的缺陷末端基团,将羧酸基团还原成二氧化碳和F离子,从而导致树脂高分子开链式分解;羟基自由基来源于双氧水的分解,其产生速度随温度升高而加快、膜中的氢氧气体扩散随湿度降低而增大.因此,在膜中掺杂自由基捕获剂可减少双氧水和自由基的浓度,或者消除高分子的末端缺陷基团有利于提高膜的化学耐久性.     

全氟磺酸离子膜的结构与应用研究进展

简述了全氟磺酸离子交换膜（PFSIEM）的分子结构和微观结构模型,特别是全氟磺酸离子交换树脂（PFSIER）的三相结构、“三明治”模型及“离子簇网络结构”模型等;重点论述了PFSIEM在氯碱电解、燃料电池、渗透汽化、气体分离及光催化等领域中的应用和研究进展;提出了PFSIEM应用与研究开发的方向．     

新型质子交换膜材料及其改性方法研究进展

综述了燃料电池用各种质子交换膜(PEM)材料及其改性方法．PEM材料包括全氟磺酸型离子交换树脂、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)以及各种新型聚合物、嵌段共聚物等，而将这些材料制成PEM所采用的改性方法可分为磺化、酸基络合、杂化、共混、共聚、以及辐射接枝、等离子体等改性处理．还介绍了各种PEM材料的物性特点和PEM材料改性方法及其最新PEM研究报道．     

质子交换膜燃料电池及其双极板的研究

为了降低质子交换膜燃料电池双极板的成本,提高质子交换膜燃料电池的性能,综述了质子交换膜燃料电池的基本结构、工作原理、主要优点及应用领域,分析了质子交换膜燃料电池双极板的特点及功能,介绍了制备质子交换膜燃料电池双极板的新材料及新工艺:中间相碳微球材料,凝胶注模成型工艺和中间相碳微球素坯的掺杂催化石墨化烧结工艺.提出了应用质子交换膜燃料电池及其双极板的新材料新工艺来降低其生产成本,为质子交换膜燃料电池及其双极板的研发指出了方向.     

再铸Nafion膜的制备和性能分析

利用50：50的乙醇水溶液,在250℃条件下溶解了Nation 115膜,制得质量分数为7．5％的Nation溶液．采用不同的高沸点添加剂,在不同温度下制得再铸Nation膜,分析了再铸膜的离子交换容量、水含量和水中溶解性等,并利用傅立叶红外分析了再铸膜的结构、结果表明,再铸温度为140℃最好,乙二醇是最合适的再铸添加剂．     

聚合物膜燃料电池的发展状况

介绍燃料电池的工作原理、催化剂有效应用、聚合物膜电解质及燃料储存和开发     

填充型渗透蒸发膜的研究进展

综述了填充型渗透蒸发膜的最新研究进展 ,提出了填充型渗透蒸发膜的分类方法 ,简要叙述了各类填充膜的制备过程 ,并对填充膜在水中有机物脱除、有机物脱水、有机物之间的分离等领域的应用进行了介绍 .     

Corrosion protection of CrN/TiN multi-coating for bipolar plate of polymer electrolyte membrane fuel cell

The electrochemical corrosion cells will be generated from the possible pinholes of the promising CrN and TiN coatings in a PEMFC environment. To prevent the elution of possible pinholes, CrN/TiN multi-coatings on SS have been considered. This study examined the electrochemical behavior of three CrN/TiN coatings on 316L stainless steel deposited at different CrN/TiN thickness ratios by rf-magnetron sputtering as potential bipolar plate materials. Potentiodynamic tests of CrN/TiN-coated 316L stainless steel carried out in a 1 M H₂SO₄ + 2 ppm HF solution at 70 °C revealed a significantly lower corrosion current density than that of uncoated 316L SS, as well as a decrease in the corrosion current density with decreasing inner-layer CrN thickness. Electrochemical impedance spectroscopy also showed that the CrN/TiN-coated 316L SS sample had higher charge transfer resistance than the uncoated 316L SS sample, which increased with decreasing inner-layer CrN thickness. This was attributed to the crystalline-refined CrN/TiN(200).     

Electrochemical properties of TiN coatings on 316L stainless steel separator for polymer electrolyte membrane fuel cell

TiN films for metallic bipolar plates were synthesized by closed-field unbalanced magnetron sputtering (CFUBM) and the properties were controlled by adjusting the N₂ partial pressure. The corrosion behaviors of TiN films were investigated by potentiodynamic tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements under the condition of an aerated 1 M H₂SO₄ + 2 ppm HF solution at 70 °C with a constant potential of 600 mV_SCE. The results revealed that the variation of N₂ pressure had an influence on the corrosion resistance of TiN coating. N₂ partial pressure of 0.4 mTorr showed good corrosion resistance with the lowest corrosion current density and the highest charge transfer resistance due to the low porosity.