ZrP-Nafion115复合膜的直接甲醇燃料电池原位稳定性  

In situ Durability of ZrP-Nafion115 Composite Membrane for Direct Methanol Fuel Cell

作　　者：胡雪晗 侯宏英[1] 刘显茜[2] 孟瑞晋 高妍 

机构地区：[1]昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093 [2]昆明理工大学机电工程学院,昆明650093 [3]金州新区价格认证中心,辽宁大连116600

出　　处：《功能高分子学报》2014年第2期189-193,共5页Journal of Functional Polymers

基　　金：国家自然科学基金(51363011);教育部第46批留学归国科研启动基金;云南省高层次引进人才工作经费资助项目(10978125);云南省人才培养项目(14118425);昆明理工大学重点学科建设项目(14078232)

摘　　要：以商品Nafion115膜中的水合纳米离子簇为微反应器,通过化学键将磷酸氢锆(ZrP)纳米粒子锚合在Nafion115膜中,制备了ZrP-Nafion115复合膜。通过XRD及原位恒流放电等方法研究了复合膜在直接甲醇燃料电池(DMFC)工况条件下的稳定性,并进一步揭示了ZrP在Nafion115膜中发生化学锚合作用的反应机理及微观结构。结果表明:使用了ZrP-Nafion115复合膜的DMFC在恒流放电(100 mA/cm^2)过程中,可以在0.4 V以上的电压中稳定运行至少116 h,且ZrP纳米粒子没有明显流失。Zirconium hydrogen phosphate-Nafion115 composite membrane was prepared by chemically anchoring zirconium hydrogen phosphate（ZrP）nano-particles into Nafion115 matrix, with hydrated ion-clusters of Nafion115 membrane as micro-reactors. The durability of ZrP-Nafion115 composite membrane during the operation of direct methanol fuel cell （DMFC） was evaluated by XRD, in situ constant-current discharge and so on. Moreover, possible chemically anchoring mechanism of ZrP nano-particles into ion-cluster of Nafion115 membrane was deep analyzed and the micro-structure was also disclosed. Results showed that DMFC with ZrP-Nafion115 composite membrane can stably run above 0.4 V for at least 116 h without significant loss of ZrP nano-particles.

关 键 词：微反应器 ZrP-Nafion115复合膜 原位耐久性 化学锚合 直接甲醇燃料电池 

分 类 号：O631[理学—高分子化学]