摘要:采用离子交换,沉淀法制备了磷酸氢锆/Nafion 115复合膜。X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)结果表明了无机相磷酸氢锆的存在,与Nafion115 相比,甲醇渗透系数降低50%。75℃高浓度甲醇进料时,使用了复合膜的单池放电性能得到明显改善,单池寿命测试结果表明使用了复合膜的电池在0.4V以上可以稳定运行100h.
说明
目前应用于直接甲醇燃料电池(DMFC)最成功的依然是DuPont 公司生产的Nafion系列膜,因为他们具有高的质子传导率,化学、电化学稳定性及热稳定性。但要最终实现DMFC的商业化。
Nafion 电解质膜的甲醇渗透问题仍是一个严重的技术挑战,在放电过程中,由于扩散和电渗拖曳,甲醇从阳极穿过膜到达阴极并与氧气发生反应,所产生的类CO物种吸附在阴极催化剂活性位上造成阴极催化剂中毒,从而产生混合单位,增加了阴极极化和燃料的消耗,降低了电池性能与能量转化率。
本文主要针对氢氧质子交换膜燃料电池电解质膜的高温脱水问题而展开的。
结果与讨论
结论
结果表明:磷酸氢锆/Nafion 115 复合膜它能够缓解甲醇渗透问题。高浓度(10 mol/ L)甲醇进料时复合膜的峰值比功率为76.19mW/cm
2),明显高于 Nafion 115膜的峰值比功率(41.65 mW/cm
2).此外复合膜在DMFC中能够长期稳定运行。