[發(fā)明專利]一種全氟磺酸樹脂氫燃料電池質(zhì)子膜及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011130064.5 | 申請日： | 2020-10-21 |
| 公開（公告）號： | CN112421085B | 公開（公告）日： | 2022-03-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 蔣曉璐;高艷林;邵春明;王海連 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江巨化技術(shù)中心有限公司 |
| 主分類號： | H01M8/1018 | 分類號： | H01M8/1018;H01M8/102;H01M8/1069;H01M8/1072 |
| 代理公司： | 杭州華鼎知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217 | 代理人： | 胡根良 |
| 地址： | 324004 浙江省*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 全氟磺酸 樹脂 燃料電池 質(zhì)子 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種全氟磺酸樹脂氫燃料電池質(zhì)子膜及儲存方法，由以下原料制備而成：所述原料按重量份數(shù)比為：全氟磺酸樹脂粉末40?50份、丁基咪唑型溴甲基化聚芳醚酮粉末6?35份、溴甲基化聚芳醚酮粉末4?25份、雙十六烷基胺0.1?0.5份、N?甲基吡咯烷酮250?552份，通過向N?甲基吡咯烷酮中加入全氟磺酸樹脂粉末、丁基咪唑型溴甲基化聚芳醚酮粉末、溴甲基化聚芳醚酮粉末和雙十六烷基胺粉末在30?60℃水浴環(huán)境中攪拌至顆粒分散均勻，制得膠體，然后將兩片電極極片插入到所述膠體中，在30?60℃水浴環(huán)境中電泳，得到全氟磺酸質(zhì)子交換膜，解決了現(xiàn)有的質(zhì)子傳導(dǎo)膜在使用過程中，存在質(zhì)子傳導(dǎo)率低、熱穩(wěn)定性差、化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、機械穩(wěn)定性差的問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種全氟磺酸樹脂氫燃料電池質(zhì)子膜及其制備方法。
背景技術(shù)
質(zhì)子膜燃料電池，是一種新型燃料電池，其電解質(zhì)是一種固體有機膜，在增濕情況下，膜可傳導(dǎo)質(zhì)子，它一般用鉑做催化劑，工作環(huán)境溫度一般為60℃-80℃，屬低溫燃料電池，質(zhì)子交換膜燃料電池單體主要由膜電極、密封圈、和帶有導(dǎo)氣通道的流場板組成，膜電極是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部分，中間是一層很薄的膜，即質(zhì)子交換膜，這種膜不傳導(dǎo)電子，是氫離子的優(yōu)良導(dǎo)體，它既作為電解質(zhì)提供氫離子的通道，又作為隔膜隔離兩極反應(yīng)氣體，膜的兩邊是氣體電極，由碳紙和催化劑組成，陽極為氫電極，陰極為氧電極，流場板通常由石墨制成，質(zhì)子交換膜燃料電池以氫為燃料，多個電池單體根據(jù)需要串聯(lián)或并聯(lián)，組成不同功率的電池組。
目前的燃料電池質(zhì)子膜由于其價格昂貴，所以在應(yīng)用過程中受到一定的限制，且現(xiàn)有的質(zhì)子傳導(dǎo)膜在使用過程中，還存在質(zhì)子傳導(dǎo)率低、熱穩(wěn)定性差、化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、機械穩(wěn)定性差的問題，為此，提出一種全氟磺酸樹脂氫燃料電池質(zhì)子膜及制備方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種全氟磺酸樹脂氫燃料電池質(zhì)子膜及制備方法，得到的質(zhì)子膜具有較好的質(zhì)子傳導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性、化學(xué)性質(zhì)、機械穩(wěn)定性。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種全氟磺酸樹脂氫燃料電池質(zhì)子膜，其特征在于，由以下原料按重量份數(shù)比制備而成：全氟磺酸樹脂粉末40-50份、丁基咪唑型溴甲基化聚芳醚酮粉末6-35份、溴甲基化聚芳醚酮粉末4-25份、雙十六烷基胺粉末0.1-0.5份、N-甲基吡咯烷酮250-550份。
一種全氟磺酸樹脂氫燃料電池質(zhì)子膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、向N-甲基吡咯烷酮中加入全氟磺酸樹脂粉末、丁基咪唑型溴甲基化聚芳醚酮粉末、溴甲基化聚芳醚酮粉末和雙十六烷基胺粉末，在30-60℃水浴環(huán)境中攪拌至顆粒分散均勻，制得膠體，全氟磺酸樹脂粉末、丁基咪唑型溴甲基化聚芳醚酮粉末、溴甲基化聚芳醚酮粉末和雙十六烷基胺與N-甲基吡咯烷酮按重量的比例為1：5；
S2、將兩片電極極片插入到所述膠體中，在30-60℃水浴環(huán)境中電泳，得到全氟磺酸質(zhì)子交換膜。
優(yōu)選的，將全氟磺酸樹脂粉末置于80-110℃真空烘箱內(nèi)8-24h，烘干待用。
優(yōu)選的，在制備丁基咪唑型溴甲基化聚芳醚酮粉末時，將5-15g的溴代聚芳醚酮置于溶劑40-60ml的N-甲基吡咯烷酮中，待溴代聚芳醚酮溶解后，加入1-正丁基咪唑反應(yīng)，在50-70℃下反應(yīng)4-6h，得到丁基咪唑鎓鹽型聚芳醚酮粉末。
優(yōu)選的，將得到的丁基咪唑鎓鹽型聚芳醚酮粉末置于鋪膜烘箱中玻璃板上進行烘干，剪成碎片用丙酮洗料8-10次，置于烘箱烘干待用，烘干溫度為80-100℃，烘干時間為6-10h。
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