Nafion膜表面不对称电荷聚电解质层层组装与过程调控

项目名称： Nafion膜表面不对称电荷聚电解质层层组装与过程调控

项目编号： No.21374116

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李胜海

作者单位： 中国科学院长春应用化学研究所

项目金额： 82万元

中文摘要： 质子交换膜是直接甲醇燃料电池（DMFC）的核心部件，其性能直接决定着电池的性能。含氟磺酸型质子交换膜（Nafion膜），具有良好的质子导电率，但是其甲醇渗透率较高。层层组装聚电解质多层膜对Nafion膜表面改性，可以在一定程度上降低甲醇的渗透。由于组装层中阴离子（磺酸离子）和阳离子（铵根离子）间的静电作用，大部分磺酸基团参与了离子交联，只有少量剩余的自由磺酸能传导质子，由于组装膜中缺乏自由磺酸，因此，组装膜的质子导电性比较低。针对上述问题，本项目将利用不对称电荷的刚性聚电解质，采用层层组装的方法，通过提高组装膜中自由磺酸的含量来提高质子导电率，通过控制交联程度提高Nafion膜的阻醇性能。系统研究各种组装条件对组装膜性能的调控规律。制备出结构可控、性能优异的复合膜及膜电极材料；解决目前DMFC所遇到的关键问题，推动含氟磺酸膜尽早走向实用化。

中文关键词： 层层组装；聚电解质；质子导电性；甲醇渗透性；膜电极

英文摘要： The proton exchange membrane acts as the key component in a direct methanol fuel cell (DMFC), which directly determines the performance of the battery. Nafion membrane has good proton conductivity but high methanol permeability. A layer-by-layer (LBL) ass

英文关键词： layer by layer assembly；polyelectrolyte；proton conductivity；methanol permeability；membrane electrode