文档介绍：天津大学
博士学位论文
直接甲醇燃料电池聚合物电解质的研究
姓名:李磊
申请学位级别:博士
专业:化学工程
指导教师:王宇新
20030501
摘要高温下优于膜;且复合膜的甲醇透过系数均在痵,比。化、胺化、水解等反应,制得了型季胺化酚酞型聚醚砜阴离子交换膜。室温关键词:直接甲醇燃料电池;碱性直接甲醇燃料电池:质子导电膜;杂多酸:聚乙烯醇:聚醚醚酮:酚酞型聚醚砜直接甲醇燃料电池虺艱以其高效、高能量密度、低排放和燃料储杂多酸是已知常温下质子导电率最高的无机酸,被认为可用于燃料电池的新型固体电解质膜中。但顾虑到杂多酸的可溶性,人们的有关研究只限于针对氢氧型质子交换膜燃料电池,我们则首先考虑了其用于直接液体甲醇燃料电池的可能性。利用聚合物上官能团与杂多酸的相互作用,成功制备了可在甲醇水溶液中稳定存在的三类新型无机一有机质子导电复合膜:杂多酸掺杂聚乙烯醇复合膜疨⒘孜偎岵粼踊腔勖衙淹疭春夏ず土孜偎岵粼磺化酚酞型聚醚砜/—复合膜。研究了杂多酸的种类、杂多酸的掺杂量、工作温度等因素对这些无机一有机复合膜的机械、导电及阻醇性能的影响。实验结果发现,杂多酸的掺入,可很好改善复合膜的导电性能,使其导电性能在于的可行性。实验结果发现,磺化度为.%的ず突腔任.%的—ぴ诟呶孪碌牡绲悸试/,与圆さ绲悸氏当;且膜的甲醇透过系数。/比固さ鸵桓鍪考叮哂辛好的阻醇性能。℃下,以磺化度为.%,优于膜痗首次研究了不同预处理方法对さ牡绲悸省⒓状纪腹凳偷绯匦为了解决阳极催化剂成本高、易中毒等问题,本文首次提出采用碱性电解质工作的设想,并对新型阴离子交换膜进行前期研究。通过氯甲基下,膜在水溶液中的离子电导率为’/。膜的甲醇透过系数在运及补充方便等特点被认为是适应未来能源和环境要求的理想动力源之一。被认为最适宜作可移动动力电源和便携式电源,如电动车电源和手机电池。目,面临两大主要难题:一是甲醇从阳极向阴极的透过率高,谀的阻醇性能较差;二是阳极催化剂对甲醇氧化反应的活性低。本论文在新型阻醇导电膜材料方面进行了新的尝试。さ鸵桓鍪考叮哂辛己玫淖璐夹阅堋制备了不同磺化度的蚐瓹膜,并首次考察了这二类新型膜用能影响。,降低さ质子化程度,进而影响膜的导电及阻醇性能。一痵,具有较好的阻醇性能。
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⋯飙孓叮一同签字同期:州年碌耐学位论文作者签名:巷磊召锄学位论文版权使用授权书签字日期:Ⅵ码年垄鋈独创性声明或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨鲞盘堂或其他教育机构的学位或证特授权丞连盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:
前言为电能,不受卡诺循环的限制,因此效率更高,且污染和噪音也都小。相对蓄电的质子交换膜燃料电池显得更具有优势。醇燃料可从植物发酵途径直接获得,属生物可再生能源,且具有易储存、输运、供给方便和价廉等优点。相是一类极具发展潜力和应用价值的燃料电池。英国笱У难芯咳嗽币差距,但一与之快速接近。世界各发达国家都在投入越柬越多的人力和物力用于子交换膜的阻醇能力较差和阳极催化剂对甲醇氧化反应的活性较低。对来说,膜是电池的关键组成部分,膜的性能直接影响电池的性能。对用质子交换膜的基本要求是:既有足够的质子导电能力又能有效地阻止甲醇的穿燃料电池正是以其高效和清洁的特点适应了可持续发展的要求,因此受到国内外越来越广泛的重视。燃料电池相对内燃机而占,由于它是将化学能直接转化池而苦,燃料电池的能量密度和功率密度高,且无需等待充电。人们公认,燃料电池的一个主要发展方向是作为可移动电源广泛应用。质子交换膜燃料电池悄壳坝τ们熬白罟闱曳⒄棺羁斓囊焕嗳料电池。它被认为最适宜用作电动车电源、便携式电源和小型固定电源。除具有凑、可靠性高和造价低等特点。/蚉发展已较为成熟,输出比功率可达痚踔粮摺5獾拇⒃死押偷绯爻杀窘细咭恢笔侵圃此类燃料电池广泛应用的主要原因。针对这一问题,人们一方面在寻求更好的储氢方法,另一方面也在尝试改用其它燃料。在诺多选择之中,直接以甲醇为燃料对其它可替代燃料,现有的阳极催化剂对甲醇又有较