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质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高能量转换效率、高能量密度、环保、便携可移动的特点,使其在当今化石能源危机情况下更有吸引力。然而,质子交换膜燃料电池的发展伴随着诸多的难题,其核心部件质子交换膜电解质的开发便是其中之一。目前应用较多的质子交换膜是Nafkm?系列薄膜,其热稳定性不佳,高湿度下膜体吸水导致溶胀变形,且Nafion?膜价格比较昂贵。 本课题在新型质子交换膜电解质材料方面进行了研宄。主要采用溶胶-凝胶工艺,并结合水热处理方法,以正硅酸四乙酯(TEOS)和H3P〇4为主要原料,制备磷硅酸玻璃质子交换膜电解质,并对所制备的玻璃质子交换膜进行结构分析和电化学阻抗谱测试。在90℃相对湿度为70%时,质子电导率达0.211S/cm,性能优于Nafion?膜。进而使用该玻璃质子膜组装燃料电池,以 H2/〇2为燃料测试了电池性能,最大功率输出密度为20.8mW/cm2。 研宄中,采用聚乙烯醇(PVA)和聚偏氟乙烯(PVDF)与磷硅酸玻璃掺杂,制备具有柔韧性的高质子传导复合膜。所制备的PVA复合膜和PVDF复合膜的电导率均可达10_2S/Cm,且均具有较高的强度和柔韧性。用PVDF/鱗硅酸复合膜组装的H2/〇2燃料电池,室温下开路电压可达0.99V。由P V A复合膜组装的H2/〇2燃料电池,测得的室温最大功率密度为8.19mW/cm2。