[00707182]高温聚合物膜直接碳氢化物燃料电池

(1)课题来源与背景：天津市科委应用基础研究计划重点项目聚合物膜燃料电池潜在用途广泛，作为移动电源可以用于电动汽车、电动摩托车、电动自行车等，作为便携或微型电源可以用于笔记本电脑、摄录象机、移动电话、便携充电器、野外照明和通讯等。而高温聚合物膜直接碳氢化物燃料电池较氢燃料低温聚合物膜燃料电池的潜在优势显著，如燃料的储运效率、催化反应速度显著提高、催化剂中毒将大幅减轻等。(2)技术原理及性能指标：该项目通过掺杂Zr(PBTC)或与PES共混来实现对SPEEK或SPPEK的改性，制备出新型高温质子交换膜，在高温下表现出很好的综合性能，其电导率已达到0.36S/cm以上。制备了适应于特定碳氢化物燃料的燃料电池膜电极，考察了多种碳氢化物为燃料时PEFC的放电性能，其最高功率密度达到132mW/cm<'2>。还制备了以耐高温的酚醛树脂或硅树脂为粘接剂的新型复合石墨流场板，这两种复合板均可在120-200℃下稳定工作，其本体电导率已分别达到85和85S/cm，透气率低于10E-9mol/cm.min.kPa，分别达到1.7x10E-10和1.1x10E-10mol/cm.min.kPa。(3)技术的创造性与先进性：该课题的创新之处在于通过调整膜材料中亲、疏水基团的种类和比例来形成膜中适当的微相分离结构，以兼顾直接碳氢化物燃料电池膜高质子导电和低燃料透过的要求；并采用新的方式制备膜电极，以避免高热压温度使离子基团降解。经专家组鉴定，该项目成果属于国内领先水平。(4)技术的成熟程度，适用范围和安全性技术的成熟，生产和使用安全。(5)应用情况及存在问题：通过该项目的研究有助于提高PEFC的技术经济性能，有广阔的应用前景，并有很大的潜在经济和社会效益。