燃料电池用碱性聚合物电解质稳定性研究

发布时间：2024-03-15 01:53

　　氢能时代的来临推动了氢燃料电池的发展,尤其在作为车用动力以及便携式电源方面,氢燃料电池被寄予厚望。目前发展最为成熟的质子交换膜燃料电池(PEMFC)已实现了乘用车的小范围应用,但是PEMFC的强酸性工作环境使之无法摆脱对贵金属催化剂的依赖,催化剂高成本以及贵金属低储量成了PEMFC大规模应用的阻碍。碱性聚合物电解质燃料电池(APEFC)保留了PEMFC的优点,包括可低温启动、功率密度高、结构紧凑等,同时碱性工作环境提高了非贵金属催化剂使用的可能性。因此,APEFC受到日渐增长的关注。作为APEFC的重要组件之一,碱性聚合物电解质(APE)的研究至关重要。目前已有多种兼具高离子电导率与优异化学稳定性的APE隔膜材料可供研究,但是,大部分APE隔膜材料在电池功率密度与运行稳定性方面表现不佳。原因可能在于APEFC运行时,阴阳极电化学反应带来H₂O的消耗与生成,膜电极含水量处于动态变化过程。APE隔膜材料发生多次溶胀-收缩,带来了机械性能的变化,影响电池耐久性。认识到基于工程塑料改性的APE材料存在高离子电导率与尺寸稳定性的矛盾,从具有优异耐碱性及机械性能的聚醚醚酮(P...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.12014年全球几大国家温室气体排放统计，来源于CAIT[12]

图1.2燃料电池类型汇总[27]

图1.3Nafion结构式及微观相分离结构示意图

图1.4PEMFC工作原理

本文编号：3928370