[發明專利]一種高強度、高質子傳導率的高溫質子傳導復合膜及其在高溫燃料電池中的應用

有效

• 申請號: 201710057801.5
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106784942B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 劉佰軍;王鵬;井麗巍;姜振華
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10;H01M8/1018;H01M8/102;H01M8/103
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

1.一種高強度、高質子傳導率的高溫質子傳導復合膜的制備方法，其特征在于：是將質子傳導增強劑PIMs加入到鑄膜劑中，再加入聚苯并咪唑，混合均勻后得到鑄膜液；其中質子傳導增強劑PIMs和聚苯并咪唑的質量和與鑄膜劑的用量比為1g：5～15mL，質子傳導增強劑PIMs和聚苯并咪唑兩種聚合物中，質子傳導增強劑PIMs的質量百分含量為5～15％；然后將鑄膜液傾倒在干凈的玻璃板上，在80～90℃下烘10～15小時，100～110℃下烘10～15小時，120～130℃下烘10～15小時，再于120～130℃、真空度為0.1～0.3MPa條件下烘20～30小時，冷卻至室溫后得到復合膜；

其中，聚苯并咪唑的結構式如下所示，

Ar為以下結構之一，

n為正整數，表示聚合度；

質子傳導增強劑PIMs的結構式如下所示，

m為正整數，表示聚合度；

R₁是-SO₃H；R₂是-COOH。

2.如權利要求1所述的一種高強度、高質子傳導率的高溫質子傳導復合膜的制備方法，其特征在于：鑄膜劑為二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、三氟乙酸、N-甲基吡咯烷酮、甲烷磺酸或氯仿中的一種以上。

3.一種高強度、高質子傳導率的高溫質子傳導復合膜，其特征在于：是由權利要求1或2所述的方法制備得到。

4.權利要求3所述的高強度、高質子傳導率的高溫質子傳導復合膜在高溫燃料電池中的應用。

5.一種高強度、高質子傳導率的磷酸摻雜的高溫質子交換膜的制備方法，其特征在于：是將權利要求3所述的復合膜浸入質量濃度為80～90％的磷酸中，在120～150℃下進行磷酸吸附8～180小時，然后將取出的復合膜用濾紙擦去表面的磷酸，再放入真空烘箱中在100～120℃下烘5～8h，從而獲得高強度、高質子傳導率的磷酸摻雜的高溫質子交換膜。

6.一種高強度、高質子傳導率的磷酸摻雜的高溫質子交換膜，其特征在于：是由權利要求5所述的方法制備得到。

7.權利要求6所述的高強度、高質子傳導率的磷酸摻雜的高溫質子交換膜在高溫燃料電池中的應用。