文献类型：期刊文章

作　　者：赵伟辰[1] 徐鑫[1] 白慧娟[1] 张劲[1] 卢善富[1] 相艳[1]

Zhao,Weichen;Xu,Xin;Bai,Huijuan;Zhang,Jin;Lu,Shanfu;Xiang,Yan(Beijing Key Laboratory of Bio-inspired Energy Materials and Devices,School of Space and Environment,Beihang University,Beijing 100191,China)

机构地区：[1]北京航空航天大学空间与环境学院,仿生能源材料与器件北京市重点实验室,北京100191

出　　处：《化学学报》

基　　金：国家重点研发计划(No.2018YFA0702003);北京市自然科学基金(No.2194076);国家自然科学基金(Nos.21722601,21576007,21908001);北京市科技计划(Z181100004518004);中央高校基本科研业务费专项资助.

年　　份：2020

卷　　号：78

期　　号：1

起止页码：69-75

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、IC、JST、RCCSE、RSC、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为了制备出兼具高电导率和优异力学性能的高温质子交换膜,本工作采用化学自交联的方法将含氮功能基团聚乙烯亚胺(PEI,平均分子量200)接枝到氯甲基化聚砜(CMPSF)高分子链上制备磷酸掺杂型高温质子交换膜的基膜(PEI-PSF).其中,PEI上的含氮功能基团既作为磷酸吸附位点,使高温质子交换膜获得高的质子传导率,同时又作为交联位点与CMPSF高分子链上的苄氯基团发生自交联反应,使聚合物膜具有优良的力学性能.傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱测试结果表明,CMPSF高分子链上的苄氯基团与PEI上的含氮功能基团发生完全反应,且随着聚砜氯甲基化程度的增加,膜中引入的PEI含量相应增加,进而提升了PEI-PSF膜的磷酸掺杂水平.氯甲基化程度为58%的PEI-PSF膜(PEI-PSF-58)磷酸吸附量达到122 wt%,在180℃无水条件下质子电导率达到3.4×10^-2 S·cm^-1,同时该复合膜拉伸强度达到30MPa.基于磷酸掺杂的PEI-PSF-58复合膜的高温质子交换膜燃料电池在150℃干气条件下的输出峰功率达到200 mW·cm^-2,并且在78 h的测试时间内展示出了良好的稳定性.

关 键 词：燃料电池 磷酸掺杂高温质子交换膜  自交联  质子电导率 力学性能

分 类 号：TB383.2[材料类] TM911.4]