碱性甲醇燃料电池用季铵化PPEK膜的研究
燃料电池用阴离子交换膜的研究进展
燃料电池用阴离子交换膜的研究进展邵思远;张建钊【摘要】碱性阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)是一种以碱性阴离子交换膜为电解质的新型燃料电池.结合了质子交换膜燃料电池(PEMFC)和传统碱性燃料电池(AFC)的优点,从根本上摆脱了对贵金属催化剂的依赖,具有广阔的应用前景.阴离子交换膜是阴离子交换膜燃料电池的核心材料之一,其电导率及稳定性制约了碱性阴离子交换膜(AEM)的发展.从提高AEM的电导率及耐碱稳定性两个方面,对近期报道的研究工作进行梳理总结.%Alkaline anion exchange membrane fuel cell (AEMFC) is a new kind of fuel cell with alkaline anion exchange membrane as electrolyte.It combines the advantages of the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) and the traditional alkaline fuel cell (AFC).Fundamentally free from dependence on noble metal catalysts.AEMFC has broad application prospects in fuel cells.The anion exchange membrane (AEM) is one of the key materials in AEMFC,the development of the AEMFC is restricted by its low conductivity and stability.The development of improving of the conductivity and alkaline stability of AEM is summarized.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】4页(P11-14)【关键词】阴离子交换膜燃料电池;阴离子交换膜;耐碱稳定性;电导率【作者】邵思远;张建钊【作者单位】大连市第八中学,辽宁大连 116021;大连市第八中学,辽宁大连116021【正文语种】中文【中图分类】TQ425.236阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)作为新兴的燃料电池技术，结合了传统质子交换膜燃料电池(PEMFC)全固态电池结构和碱性燃料电池(AFC)氧化还原反应速率较快的优点，有希望摆脱PEMFC对贵金属的依赖，实现燃料电池成本的大幅度下降[1-2]。
能源电池季膦化聚砜电解质成膜及其性质研究
能源电池季膦化聚砜电解质成膜及其性质研究吕喜风;蒋学玮【摘要】选取新型季膦化试剂三(2,4,6-三甲氧基苯基)磷(TPQPOH)代替传统的季铵化试剂以引入阴离子基团,以聚砜为基材制备了季膦化阴离子导电膜材料,离子交换量最高达0.97 mmol/g.对该材料的成膜条件研究表明选取1-甲基-2-吡咯烷酮为合成季膦化聚砜的溶剂,30℃N2氛围烘膜,选用聚四氟乙烯材质表面皿能得到完整、状态良好的季膦化聚砜膜.【期刊名称】《塔里木大学学报》【年(卷),期】2013(025)004【总页数】6页(P51-56)【关键词】膜电解质;季膦化聚砜;成膜性;热稳定性【作者】吕喜风;蒋学玮【作者单位】塔里木大学生命科学学院,新疆阿拉尔843300;塔里木大学生命科学学院,新疆阿拉尔843300【正文语种】中文【中图分类】TB324阴离子交换膜制备的关键是引入阴离子基团。
目前主要是通过季铵化反应将季铵基团引入来实现。
可依赖于多相条件的三甲胺、三乙胺、二甲基乙醇胺、二甲基异丙胺等叔胺及二元胺［1］来实现。
膜的电导率与反应时间有很大的关系［2，3］，因季铵化试剂的不同而不同［4］，考虑到胺盐加热时的不稳定性，制膜时的温度不能超过135℃ ～140℃［5］。
Holly L.S.Salerno等［6］用1，4 －二甲基哌嗪对Nafion进行铵化改性，与Nafion膜相比，制备的阴离子交换膜具有更高的热稳定性和转化温度。
Cao［7］等用顺丁烯二酸酐将季铵基团接枝到聚甲基乙烯醚顺丁烯酸酐(PMVMA)中，制备的阴离子交换膜在25℃ ～65℃内，电导率可达0.019 S/cm～0.027 S/cm。
一些含羟基或氨基［8，9］的聚合物可以与部分活泼的亲电子试剂如环氧丙基三甲基氯化铵(EPTMAC)反应［10］，从而在分子上引入季铵基团。
Xiong［11］等用EPTMAC与聚乙烯醇反应生成季铵化的聚乙烯醇(QAPVA)，但所得膜容易溶胀，甚至溶解。
电解质对甲醇燃料电池性能的影响研究
电解质对甲醇燃料电池性能的影响研究甲醇燃料电池作为一种新兴的清洁能源，正逐步应用于交通运输、电子产品等领域。
但是，电解质对甲醇燃料电池性能的影响至关重要。
首先，电解质的选择会直接影响甲醇燃料电池的氧化还原反应。
一般来说，甲醇燃料电池可以采用酸碱性电解质，比如硫酸、磷酸、碱性离子液体等。
酸性电解质的优点是反应速率较快，能提供更高的功率密度，但同时也存在一定的腐蚀性。
碱性电解质则相对温和，不易腐蚀，且可以避免甲醇的副反应，但是较难开发出高效的催化剂，且氢气效率较低。
其次，电解质的浓度也会对甲醇燃料电池性能产生影响。
一方面，电解质的浓度越高，可以增加离子传递和扩散速率，提高反应速率。
另一方面，高浓度电解质可能会导致电极与电解质间电阻升高，影响燃料电池的效率。
因此，需要在浓度和效率之间找到一个平衡点。
另外，电解质的饱和度也是需要优化的一个参数。
在过度饱和时，电解质中会有较多的沉淀，这些沉淀可能会阻塞阳极反应的活性位点，从而降低反应速率。
因此，需要通过调整电解质的饱和度，来实现最优化的反应速率。
最后，电解质的对流对燃料电池性能也有影响。
电解质中的对流可以通过快速传递反应物和产物，加速反应速率。
但是，过强的对流也会导致质量传递系数降低，从而影响质子的扩散速率。
因此，需要通过调整电解质中的对流强度，以使电解质对甲醇燃料电池发挥最佳性能。
总之，电解质作为甲醇燃料电池的关键组成部分之一，对燃料电池的性能影响非常重要。
因此，在甲醇燃料电池的研发中，需要考虑电解质的选择、浓度、饱和度和对流等多个因素，以实现最佳化的甲醇燃料电池性能。
直接甲醇燃料电池用质子交换膜研究进展
摘 要 对 直接 甲醇 燃料 电池 用 质 子 交 换 膜 的 研 究 现 状 进 行 了概 述 。详 细 介 绍 了全 氟 磺 酸
型 Ｎ ｔｎ 的结 构 、 性 ， 论 了为 解 决 Ｎ ｔｎ膜 的 透 醇 问 题 所作 的 改 进 。综 述 了非 氟 化 的 质 子 交 ａｏ 膜 ｉ 特 讨 ａｏ ｉ
已经开 发 的固 体 聚合 物 电 解 质膜 （ Ｅ 有 ｌ Ｐ Ｍ） ０多 种 ， 全氟 磺 酸 膜 ， 射 接 枝 膜 ， 分 氟 化 物 （ 如 辐 部 如 Ｂ Ｍ３ ）氟 离子交 联 聚 合物 （ Ｏ Ｅ 及 磷 酸 基 聚 Ａ Ｇ、 ＧＲ） 合物 膜等 。但 在 Ｐ ＭＦ Ｅ Ｃ中获得 较大 成功 的 Ｎ ｔｎ ａｏ ｉ
膜， 于 Ｄ Ｆ 用 Ｍ Ｃ时 ， 无法有效 的阻挡 甲醇 向阴极 的
高效发 电装 置 。 由于它 不 受卡 诺循 环 限 制 ， 不排
放或极 少排放 污染物 ， 以是一种 高效 、 洁 的新 所 清
型能源 。燃 料 电 池 大体 可 分 为五类 ， 中质 子交 其 换 膜 燃 料 电 池 由 于 其 独 特 优 点 受 到 人 们 的重 视 ］ １ 。直 接 甲 醇 燃 料 电 池 （ ｉ ｃ Ｍｅ ａｏ Ｆ ｅ Ｄｒ ｔ ｔ ｎｌ ｕｌ ｅ ｈ Ｃ ｌ Ｄ Ｃ 是直 接采用 液态 甲醇水溶 液作燃 料 的 ｅ ， ＭＦ ） ｌ
１ Ｄ Ｃ质子 交换 膜 的研究现状 ＭＦ
是 对全氟磺 酸 型质 子 交 换 膜进 行 改 性 ； 二是 开
Hale Waihona Puke 发新 材料 的质子交换 膜 。 １ １ 全氟磺 酸型质 子交换 膜 ．
该类材 料 的代 表 产 品 是 美 国 Ｄ Ｐｎ 公 司 的 ｕ ｏｔ
Ｎｔｎ 【 ａｏ 膜 和 Ｄ ｗ公 司 的 Ｄ ｗ膜 ｊＮ ｔ ｎ膜 和 ｉ ｏ ｏ ７， ａ ｏ ｉ
能源电池季膦化聚砜电解质成膜及其性质研究
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｌ ｉ ｆ ｅ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｔ ａ ｉ ｆ ｍ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ａ ｌ ａ ｒ ， Ｘ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ８ ４ ３ ３ ０ ０ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｑ ｕ ａ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｒ ｙ ａ ｍ ｍ ｏ ｎ ｉ ｕ ｍ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｌ ａ ｒ ｅ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ｗ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｉ ｒ ｃ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ Ｔ Ｐ Ｑ Ｐ Ｏ Ｈ ｔ ｏ ｉ ｎ ・
ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ａ ｎ ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｌ ｙ ｓ ｕ ｌ ｆ ｏ ｎ ｅ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｋ ｅ ｌ ｅ ｔ ｏ ｎ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ｌ ，ｔ ａ ｈ ｅ ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ｑ ｕ ａ ｔ ｅ ｎａ ｒ ｒ ｙ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｎ ｉ ｕ ｍ ａ ｎ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ
关键词 膜电解质 ； 季 膦 化 聚砜 ； 成膜性 ； 热稳 定性
文献标识码 ： Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９— ０ ５ ６ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ １ ０ 中图分类号 ： Ｔ Ｂ ３ ２ ４
Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ Ｍｅ ｍ ｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｑ ｕ ａ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｒ ｙ
直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究现状及展望
Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2021, 11(2), 66-75Published Online March 2021 in Hans. /journal/hjcethttps:///10.12677/hjcet.2021.112009直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究现状及展望李贵贤，祁建军，王东亮，周怀荣，王靖靖，李红伟*兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州收稿日期：2021年1月8日；录用日期：2021年2月27日；发布日期：2021年3月5日摘要直接甲醇燃料电池(DMFC)因其具有能量密度高、绿色环保和体积轻便等优势得到广泛关注，其中阳极催化剂活性是决定燃料电池性能、寿命的关键因素。
近年来，研究者围绕提高阳极催化剂性能和降低催化剂成本这两个方面展开研究，推动了DMFC的蓬勃发展。
本文介绍了电催化剂的催化机理及其分类，详细综述了贵金属催化剂和非贵金属催化剂的合成方法，结合当前研究进展对甲醇电催化剂未来的发展趋势进行展望。
关键词直接甲醇燃料电池，贵金属催化剂，非贵金属催化剂Research Progress and Prospect of AnodeCatalysts for Direct Methanol Fuel CellsGuixian Li, Jianjun Qi, Dongliang Wang, Huairong Zhou, Jingjing Wang, Hongwei Li*School of Petrochemical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou GansuReceived: Jan. 8th, 2021; accepted: Feb. 27th, 2021; published: Mar. 5th, 2021AbstractDirect methanol fuel cell (DMFC) has attracted wide attention due to its advantages of high energy density, environmental protection, and lightness. Among them, the methanol oxidation electroca-talyst is a key factor that determined the performance, life and cost of fuel cells. In recent years, researchers have carried out a lot of researches on improving the activity of anode catalysts and*通讯作者。
直接甲醇燃料电池
直接甲醇燃料电池（理学院，材料科学与工程系，材料科学与工程专业余志勇）（学号：2000143001）内容提要：制备了一只面积为3×3cm2的直接甲醇燃料电池，优化了有关制备工艺，测定了在不同放电电流、不同甲醇浓度和不同有机物作燃料时的放电性能。
结果发现，制备过程中电极干燥处理和MEA热复合时温度对电池的性能有至关重要的影响。
同时还发现，低电流放电时，提高甲醇浓度，工作电压下降；在以1mol/L甲醇溶液为燃料时，放电电流为50mA时，电池输出功率达到最大。
在室温低电流密度下，不同物质的水溶液作燃料时，工作电压存在下列次序：异丙醇>甲酸>甲醛>甲醇。
关键词：直接甲醇燃料电池；质子交换膜燃料电池；电催化剂教师点评：论文制备了一只小面积单体直接甲醇燃料电池，在室温下的工作性能很好，说明作者掌握了直接甲醇燃料电池制备过程中的几个关键点，对制备工艺有较好的理解。
对电池电学性能的分析也较深入合理。
论文条理清晰，结论可靠。
（点评教师：朱光明，副教授）第一章绪论1.1 燃料电池概述1.1.1 燃料电池历史、现状与未来燃料电池是继水力、火力和核能发电之后的第四类发电技术。
它以电化学反应的方式将燃料不经过燃烧直接由化学能转变为电能。
与一般电池不同，燃料电池所用的燃料和氧化剂并不是贮存在电池内，而是贮存在电池外。
在这一点上，它又与内燃机相似。
因此，燃料电池又被形象的称为“电化学发电机”[1]。
燃料电池具有能量转化效率高；环境污染少，无噪声，操作简便，建设周期短等优点。
其使用灵活性很大，既可大功率集中供电，也可以小功率分散或移动供电。
自本世纪60年代起，燃料电池引起了各国科学家的广泛注意[2]。
随着其本身技术的发展，以及近年来世界范围内的能源危机和环境污染等问题日益严重，燃料电池的研究受到普遍的关注。
美国、加拿大、德国、日本和俄罗斯等经济或科技大国已将燃料电池的开发列为国家发展的一个重要战略目标。
直接甲醇燃料电池用SPES／SiO2复合膜的研究
（ ｐ ｒ ｍｅ ｔｏ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＣｈｅ ｓ ｒ ｍｉ ｔｙ，Ｘｉ ｏ ａ ａ ｇ ｎ Ｕｎｉ ｒ ｉｙ，Ｘｉ ｏ ａ ｖｅ ｓｔ ａ ｇ ｎ，Ｈ ｕｂ ｉ ３ ０ ｅ ，４ ２１ ０）
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｎｏ ｅ ｓ ｌ ｎ ｔｄ ｐ ｌｅ ｈ ｒｓ ｌｏ ｅ Ｓ ＥＳ） ｓｌ ａ ｃ ｍ ｐ ｓｔ ｒ ｔｎ ｅ ｃ ａ ｇ ｖ ｌ ｕｆ ａ ｅ ｏｙ ｔ ｅ ｕｆ ｎ （ Ｐ ｏ ／ ｉｃ ｏ ｏ ｉ ｐ ｏ ｏ ｘ ｈ ｎ ｅ ｉ ｅ
ｍｅ ｒ ｎ ｓｗｅ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓ ｕ ｌ ｒ ｐ ｒ ｄ ｂ ｏ — ｅ ｅ ｈ ｉ ｕ ． Ｔｈ ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｍｂ ａ ｅ ｒ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ｐ ｅ ａ ｅ ｙ ｓ ｌ Ｉｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｙ ｇ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ
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ｍ ｅ ｈａ ｔ ｌＣ １Ｓ ｔ ｎｄ ｆ ｅ ｅ １ ａ
质子交换膜 是直 接 甲醇燃 料 电池 （ ＤＭＦ Ｃ） 的 绝 对 关 键 性 材 料 。 目前 常 用 的 质 子 交 换 膜 是
体 中制 备 了 Ｓ Ｅ ／ ｉ 复 合 膜 ， Ｐ Ｓ ＳＯ。 并对 复 合 膜 的
性能进 行研究 。
全氟磺酸 型膜 ， 中最具有 代表性 的是杜邦公 司 其
郑 根 稳 龚 春 丽 文胜 周 毅