| 题名 | 直接甲醇燃料电池Nafion 无机超强酸等复合电解质膜的研究 |
| 作者 | 孙黎黎 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010-12-19 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 孙公权 ; 王素力 |
| 学位专业 | 化学工程 |
| 中文摘要 | 阻醇电解质膜是直接甲醇燃料电池(DMFCs)的关键材料之一，目前商品Nafion®膜的甲醇渗透率较高，严重降低了DMFCs 的放电性能、稳定性以及燃料的利用率，本论文工作针对电解质膜的甲醇渗透率，开展了Nafion®|无机超强酸，Nafion®|无机氧化物等复合阻醇膜的研究，主要结果如下： ⒈ 采用自制的具有纳米尺度的Fe2O3-SO2-4-超强酸与Nafion®溶液共混制备了一系列Nafion®|Fe2O3-SO2-4 复合膜。SEM、EDX、质子电导率、甲醇渗透率等测试结果表明：Fe2O3-SO2-4 纳米粒子平均粒径为13nm，粒子在复合膜中分布均匀。与Nafion®再铸膜相比，当Fe2O3-SO2-4 含量为1-5%时，复合膜的质子电导率明显提高，甲醇渗透率随着超强酸含量的增加而降低；当超强酸含量为6%-8%时，复合膜的质子电导率明显下降，甲醇渗透率有所上升。 ⒉ 采用上述复合膜组装的DMFC 性能测试结果表明：在超强酸含量为5%、温度为90℃、5M 甲醇进料条件下，单体电池峰值功率密度为133mW/cm2，与再铸Nafion®膜相比提高了23%；在100mA/cm2 恒电流放电条件下，电压维持在0.42V 以上稳定运行30 小时。 ⒊ 采用CeO2 和Nafion®溶液共混再铸制备了Nafion®|CeO2 复合膜。复合膜的质子电导率、甲醇渗透率、DMFC 单体电池性能等测试结果表明：甲醇渗透率随着复合膜中CeO2含量的增加而降低，但复合膜的吸水率和质子电导率略有降低，其中CeO2 含量为5%的复合膜表现出最高的选择性(＝6.94×103s•cm-3)。在温度为75℃条件下，5mol•L-1 甲醇进料时，使用CeO2 含量为5%的Nafion®|CeO2 复合膜组装的DMFC 单体电池，放电峰值功率密度达78mW/cm2，与再铸Nafion®膜相比，功率密度提高了16%。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 物理化学 |
| 公开日期 | 2012-07-10 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.238.44/handle/321008/116599]  |
| 专题 | 大连化学物理研究所_中国科学院大连化学物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孙黎黎. 直接甲醇燃料电池Nafion 无机超强酸等复合电解质膜的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
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