基于膦酸基的高温质子交换膜研究分析进展.pdfVIP

物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) 8 Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (1), 8-21 January [Review] doi: 10.3866/PKU.WHXB201311151 基于膦酸基的高温质子交换膜的研究进展 韩帅元 岳宝华 严六明* (上海大学理学院化学系, 上海200444) 摘要: 提高质子交换膜燃料电池(PEMFCs)的工作温度, 不但可以提高电催化剂的活性以及电催化剂对原料 气中CO 等杂质气体的耐受能力, 少用甚至不用Pt 等贵金属作电催化剂, 还可以简化PEMFCs 的水热管理系 统, 提高PEMFCs 的综合能量转化效率. 实现高温PEMFCs 的核心是开发能够适用于高温PEMFCs 的高温质 子交换膜(HT-PEM), 是PEMFCs 的研究热点. 在众多HT-PEM 候选材料中, 基于膦酸基的质子交换膜材料是 最具前途的候选材料之一, 是制备HT-PEM 的主要研究方向. 本文综述了基于膦酸基的HT-PEM 的研究进展, 讨论了膦酸基参与的质子传导机理, 比较了纯聚合物膦酸膜、膦酸基接枝改性膜、酸-碱两性膜、掺杂型复合膜 的电导率、物理化学稳定性、机械性能等. 最后, 展望了基于膦酸基的HT-PEM 的发展趋势. 关键词: 质子交换膜燃料电池; 高温质子交换膜; 有机膦酸; 膦酸基接枝聚合物; 掺杂型复合膜; 酸-碱两性膜 中图分类号: O647; O627.51; O634.5+1; TB324; TB34; TM911 Research Progress in the Development of High-Temperature Proton Exchange Membranes Based on Phosphonic Acid Group HAN Shuai-Yuan YUE Bao-Hua YAN Liu-Ming* (Department of Chemistry, College of Sciences, Shanghai University, Shanghai 200444, P. R. China) Abstract: Increasing the operating temperature of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) can not only increase their electrocatalytic activities and their tolerance to impurities, such as CO, in feed gas, and decrease the precious metal loading on the electrocatalysts, but also simplify the hydrothermal management system and increase the overall energy conversion efficiency. The core obstacle to realize high-temperature PEMFCs is the development of high-temperature proton exchange membranes (HT- PEMs), so this