基于二氧化钛纳米管阵列的高温有序质子导体及质子传导机理

项目名称： 基于二氧化钛纳米管阵列的高温有序质子导体及质子传导机理

项目编号： No.51372192

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张海宁

作者单位： 武汉理工大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 提高质子交换膜燃料电池的工作温度可以有效降低系统的复杂性以提高其能量密度，同时有望实现非铂催化剂的应用。高温运行的燃料电池的主要技术障碍之一则是高温膜材料的开发。本项目从基础研究的角度出发，提出了采用有机-无机复合技术和原位引发自由基聚合技术，通过将咪唑类高温质子导体接枝到有序多孔无机基体膜的孔壁上构建稳定、连续的有序质子传导通道的设计思路。通过固态核磁共振和正电子湮没寿命技术，结合膜的电化学性能和微观结构，研究膜内的高温无水质子传导机制，优化有序有机-无机复合质子交换膜的设计；研究该类复合膜的膜电极和电池制备技术，评估其在不同温度运行的燃料电池中的应用前景。项目的特色在于以高温质子传导机制为基础，构建高温质子交换膜内的连续质子传导通道，提高质子在膜内的传输效率，为具有有序结构的高温质子交换膜的设计提供一定的理论依据。而且，该设计思路也可以为锂离子电池电解质膜的设计提供借鉴。

中文关键词： 离子导体；有序材料；表面引发聚合反应；燃料电池；离子传导机理

英文摘要： Proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) operated at elevated temperature has the potential to improve the energy density by simplifying the complexity of the system and to make the no-platinum applied possible. One challenge for elevated temperature PEM

英文关键词： ion conductor；ordered materials；surface-initiated polymerization；fuel cells；ion transport mechanism