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高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)由于较高的工作温度(130~220℃),具有较快的电极反应动力学、较强的抗燃料/空气中杂质毒化能力、广泛的燃料来源(甲醇重整气、工业副产氢等)及简单的水/热管理系统等优点。因此,HT-PEMFC将成为聚合物膜燃料电池的重要前沿发展方向之一。重点介绍了北京航空航天大学团队近十年来在HT-PEMFC关键材料-高温膜、催化层和膜电极等方面的研究进展,针对磷酸(PA)掺杂型高温膜的质子传导率和机械性能之间的最佳平衡点、催化层中PA分布和迁移对电池性能的影响机制,以及大尺寸膜电极一致性对电堆性能影响与衰减机制等科学问题,从聚电解质膜材料的分子设计、有序催化层结构调控和大尺寸膜电极电堆优化等工作进行了梳理,对HT-PEMFC技术所面临的技术挑战问题与未来发展趋势做出了评述和展望。 相似文献
碱性聚电解质膜燃料电池(APEMFC)作为质子交换膜膜燃料电池的替代,由于其可以使用非贵金属催化剂、氧还原反应动力学快及成本低等众多优点,近年来获得了长足的发展.作为其中一个关键部件,碱性聚电解质(APE)膜在APEMFC中扮演着重要的角色.然而,由于OH-的淌度明显低于H+,碱性聚电解质膜的性能尤其是电导率相对较低.通过提高聚合物中离子基团的接枝度(GD),获得高的离子浓度可以在一定程度解决这个问题.但是,这种方法往往导致聚合物膜过度亲水溶胀,机械强度大幅下降.由此看来,电导率和溶胀成为了两个影响电池性能的异常重要但又相互矛盾的因素.本文综述了近些年来解决这个矛盾的一些策略,如物理手段、化学交联、离子基团在侧链上的富集以及通过亲水/疏水相分离结构构建高效的离子传输通道等.这些手段都能在一定程度上实现在低的吸水和溶胀下获得高的电导率. 相似文献
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