中高温燃料电池用新型含硫聚苯并咪唑复合质子交换膜的制备及性能研究

项目名称： 中高温燃料电池用新型含硫聚苯并咪唑复合质子交换膜的制备及性能研究

项目编号： No.21176023

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 化学工程及工业化学

项目作者： 韩克飞

作者单位： 北京化工大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 高质子传导率、长寿命的质子交换膜是下一代中高温(120-200℃)燃料电池关键材料之一。聚苯并咪唑(PBI)经磷酸掺杂后具有较高的不依赖于水分子的质子传导率及优良的热稳定性，有望用于中高温燃料电池。目前商业PBI的线状刚性结构导致机械加工及成膜困难，在燃料电池环境中由于化学氧化导致寿命较短。本项目从单体设计出发，制备高性能长寿命的中高温质子交换膜材料。拟开展的主要内容有：设计制备一系列新型的含硫的芳香四胺、含硫的芳香二甲酸及磺酸化单体；以不同比例的芳香四胺、二甲酸及磺酸化单体、一定量的交联剂芳香三甲酸在多聚磷酸中微波辅助聚合，制备新型的骨架含硫及磺酸根的交联型PBI树脂；制备表征新型的氢氧自由基捕捉剂磷钼酸铯(或磷钨酸铯)复合的纳米磷酸铈颗粒；将新制备的PBI树脂溶液与纳米磷酸铈颗粒复合，利用溶胶-凝胶一步法制备复合质子交换膜；优化合成条件、成膜工艺；研究复合膜抗氧化机理及燃料电池性质。

中文关键词： 聚苯并咪唑；燃料电池；抗氧化性；质子交换膜；性能

英文摘要：

英文关键词： Polybenzimidazole；fuel cells；anti-oxidative；Proton-exchange membrane；performance