燃料电池用新型磺化聚苯并咪唑交联膜的制备与性能

燃料电池用新型磺化聚苯并咪唑交联膜的制备与性能

论文摘要

将四胺单体4,4′-二(3,4-二氨基苯氧基)联苯(BDAPB)与二酸单体4,4′-二苯醚二甲酸(DCDPE)及四胺单体3,3′-二氨基联苯胺(DAB)在伊顿试剂(Eaton’s reagent,甲磺酸与五氧化二磷的质量比为10∶1)中进行无规共聚,合成了一系列聚苯并咪唑共聚物PBI-x(x为BDAPB在四胺单体中的摩尔分数)。然后通过后磺化和共价交联剂双酚A型环氧处理制得了一系列磺化聚苯并咪唑交联膜S-PBI-x-Cy(y为环氧基与咪唑基的物质的量之比)。采用热重分析、拉伸测试、芬顿试验等,研究了质子交换膜的热稳定性、力学性能、吸水率、溶胀率、质子电导率、抗自由基氧化稳定性能及电池性能。结果表明:所制得的交联膜都显示出良好的力学性能,膜的质子电导率随着BDAPB摩尔分数的增加而显著增大;当BDAPB的摩尔分数达到30%时,其质子电导率高于全氟磺化聚合物膜Nafion 212的质子电导率。交联处理降低了膜的溶胀率,且交联密度越高,溶胀率降低越显著。由S-PBI-30-C15组装成的单电池(H2-O2体系)显示出优异的发电性能,其在90℃和70%相对湿度下的最大输出功率密度达到1.11 W/cm2,高于相同条件下由Nafion212组装成的单电池的最大输出功率密度(0.95 W/cm2)。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 童晶晶,房建华,郭晓霞,应黎彬

关键词: 燃料电池,磺化聚苯并咪唑,交联膜

来源: 功能高分子学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,电力工业

单位: 上海交通大学化学化工学院

基金: 科技部973项目(2014CB643600)

分类号: TM911.4

DOI: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181113001

页码: 463-471

总页数: 9

文件大小: 1468K

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