高稳定碱性咪唑盐阴离子交换聚合物膜的研制

项目名称： 高稳定碱性咪唑盐阴离子交换聚合物膜的研制

项目编号： No.21274101

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： 严锋

作者单位： 苏州大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 碱性燃料电池由于可以使用Ag、Ni等非贵金属催化剂而得到越来越多的关注。然而，目前应用较多的季铵盐阴离子交换膜存在耐碱稳定性差的问题。针对该问题，我们拟合成咪唑盐阴离子交换聚合物膜并应用于碱性燃料电池。本申请课题首先从基础研究的角度探索咪唑盐单体及其聚合物在强碱溶液中的降解机理；研究咪唑环上取代基团对单体及其聚合物耐碱性能的影响并掌握相应的调控方法；进一步以电池器件为背景，制备咪唑盐(衍生物)阴离子交换聚合物膜，并研究其在碱性燃料电池中的实际应用情形。该课题将从材料化学和器件物理的角度去进一步认识器件中碱性阴离子交换膜的物理化学性质及其稳定机制，为促进基于咪唑盐(衍生物)碱性阴离子交换聚合物膜在碱性燃料电池中的实际应用提供理论和技术指导。

中文关键词： 阴离子交换膜；燃料电池；咪唑阳离子；理论模拟；耐碱稳定性

英文摘要： Anion-exchange membrane fuel cells (AEMFCs) are a kind of devices which could use the cheaper metals (such as nickel and silver) as the catalysts. The alkaline anion-exchange membrane (AEM) is one of the most important components of AEMFCs. However, quaternary ammonium salt-based AEMs are suffered from the degradation of the quaternary ammonium cation sites on the polymeric AEMs due to nucleophilic substitution and (or) Hoffmann elimination reaction, especially at high pH and elevated temperature. This proposal will study the preparation and characterization of alkaline imidazolium- functionalized AEMs. The conductivity and especially chemical stability at high pH environment of the resulting membranes will be thoroughly studied.

英文关键词： Anion exchange membranes；Fuel cells；Imidazolium cations；Theoretical calculations；Alkaline stability