高电导率、低溶胀的碱性聚电解质膜的实现策略

摘要：

碱性聚电解质膜燃料电池(APEMFC)作为质子交换膜膜燃料电池的替代,由于其可以使用非贵金属催化剂、氧还原反应动力学快及成本低等众多优点,近年来获得了长足的发展.作为其中一个关键部件,碱性聚电解质(APE)膜在APEMFC中扮演着重要的角色.然而,由于OH-的淌度明显低于H+,碱性聚电解质膜的性能尤其是电导率相对较低.通过提高聚合物中离子基团的接枝度(GD),获得高的离子浓度可以在一定程度解决这个问题.但是,这种方法往往导致聚合物膜过度亲水溶胀,机械强度大幅下降.由此看来,电导率和溶胀成为了两个影响电池性能的异常重要但又相互矛盾的因素.本文综述了近些年来解决这个矛盾的一些策略,如物理手段、化学交联、离子基团在侧链上的富集以及通过亲水/疏水相分离结构构建高效的离子传输通道等.这些手段都能在一定程度上实现在低的吸水和溶胀下获得高的电导率.

关键词：碱性聚电解质(APE)膜、离子电导率、吸水率、交联、亲水/疏水相分离

所属期刊栏目：41

分类号：O646(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家高技术研究发展计划（863计划）

在线出版日期：2017-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：961-968