纳米纤维复合质子交换膜传递通道的构建与电池性能研究

发布时间：2024-06-30 09:54

　　质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种将化学能直接转化为电能的新型能源,具有高转化效率、高能量密度、低污染等优势而受到广泛关注。质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM)是燃料电池的心脏,其质子传导率直接决定着电池的性能(开路电压、输出功率)。因此,强化质子传递是高性能PEM设计的关键。纳米纤维因具有高比表面积、超高长宽比以及良好的机械性能而被认为是一种理想的质子导体,质子传导材料纤维化后质子传导率可提升一个数量级以上。基于纳米纤维优越的质子传导能力,通过静电纺丝技术制备纳米纤维,在纤维的微米孔隙中填充高分子基质制备纳米纤维复合膜(NFCMs)。一方面借助膜水平方向纤维的搭连和垂直方向连通的微孔道,纤维复合膜可形成三维连通网络结构,形成长程有序的传递通道;另一方面纤维与填充材料在组成和结构上是独立可控的双连续相,膜微结构易于调控。因此NFCMs具有开发为高性能PEMs的独特优势和潜能。论文围绕膜垂直方向上质子传递通道的构建和通道化学环境优化两个关键方面初步获得强化质子传递的一般性方法与理论。通过制备多孔纳米纤维,在膜垂直方向上构建质子传递通道,考察酸碱对协同...

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【部分图文】：

图1.1不同国家FC论文发表数量分布

图1.1不同国家FC论文发表数量分布。Fig1.1.Distributionofpublishedfuelcellpapersofdifferentcountries.FC论文发表数量及分布见图1.1。美国始终处于领先水平，中、日、文总量（3788....

图1.2燃料电池的分类

图1.2燃料电池的分类。Fig1.2Thedescriptionoffuelcell.表1.1燃料电池的种类和特点。Table1.1Thetypesandpropertiesoffuelcell.类型碱性燃料电池AFC质子交换膜或固态聚合物燃料....

图1.32009-2013年燃料电池出货量调研

续表1.1燃料电池的种类和特点。inuedfromTable1.1Thetypesandpropertiesoffuelcel-90%43-58%37-42%>50%国际燃池公司加拿大Ballard公司、日本三洋公司、日本三菱公司、日本松下公司....

图1.4PEMFC工作原理图

1.2质子交换膜燃料电池工作原理图1.4表示PEMFC的结构及工作原理：H2从进料口供给，在阳极发生氧化反应，生成两个电子（e-）和两个质子（H+）。电子在外电路从阳极移动到阴极形成电流，氢离子与水结合形成水合质子，磺酸基团等作为质子载体，通过PEM到达阴极与氧气反应....

本文编号：3998690