新能源汽车燃料电池用质子交换膜的制备及性能

魏胜君

（中山职业技术学院 机电工程学院，广东 中山 528400）

为了响应节能环保号召，汽车工程正逐渐向轻量化和绿色化发展。新能源汽车以电池提供动力，避免了尾气排放。目前，常用于新能源汽车的电池有燃料电池和锂电池两种。直接甲醇燃料电池以甲醇为燃料，具有绿色环保和高效的特点。质子交换膜是甲醇燃料电池中重要的组件之一，主要作用是隔绝电池的阴极和阳极，阻止甲醇透过并起到传递质子的作用。作为直接甲醇燃料电池的质子交换膜，通常需要薄膜材料具有优异的力学性能、化学稳定性、介电性以及阻醇性等。常用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜材料有聚醚醚酮、聚醚砜、聚酰亚胺等［1-10］。相对于以上材料来说，环烯烃共聚物也是一种具有较高机械强度、较低介电常数和优异化学稳定性的高分子材料［11-15］。通过对环烯烃共聚物的结构优化，可以进一步提高其耐热性、质子传导性等。若将环烯烃共聚物薄膜用作直接甲醇燃料电池的质子交换膜，则能有望进一步提升其综合性能。本工作制备了一种降冰片烯共聚物，经过接枝和交联，得到了交联度和咪唑磷酸盐基团含量不同的交联型降冰片烯共聚物薄膜，并将其用作直接甲醇燃料电池的质子交换膜，研究了其结构与质子传导率、甲醇透过率的关系，并对质子传导的机理进行了探讨。

1 实验部分

1.1 主要原料

降冰片烯（NB），分析纯，使用前用金属钠干燥12 h以上，于氮气氛围下蒸馏提纯备用；……