[发明专利]一种燃料电池用自增湿质子交换膜及制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用自增湿质子交换膜，其特征在于：可按如下过程制备，a)在重量浓度0.1～90％的固体高分子电解质溶液中，加入相对于固体高分子电解质重量的0.1～500％固体磺化金属氧化物，搅拌，制得筑膜溶液；b)用流延法，涂浆法或浸胶法将筑膜溶液喷涂或浇注到固体高分子电解质膜的一边或两边，形成两层或三层复合膜；也可以将铸膜溶液浇注到多孔膜形成均质自增湿质子交换复合膜；它们均为磺化金属氧化物掺杂自增湿复合质子交换膜。

2.根据权利要求1所述的复合质子交换膜，其特征在于：所述固体磺化金属氧化物是指具有质子传导和吸水功能的纳米级磺化金属氧化物为：磺化SiO₂、磺化TiO₂、磺化ZrO₂、磺化Fe₂O₃、磺化AL₂O₃、磺化WO₃、磺化WO₃-ZrO₂、磺化SiO₂-AL₂O₃-、磺化TiO₂-AL₂O₃、磺化SiO₂-TiO₂、磺化MoO₃中的一种或二种以上的复合物或组合物。

3.一种权利要求1所述燃料电池用自增湿复合质子交换膜的制备方法，其特征在于：操作步骤如下，a)在重量浓度0.1～90％的固体高分子电解质溶液中，加入相对于固体高分子电解质重量的0.1～500％纳米级磺化金属氧化物，搅拌，制得复合层溶液；b)用流延法，涂浆法或浸胶法将复合层溶液喷涂或浇注到固体高分子电解质膜的一边或两边，形成两层或三层复合膜；也可以将铸膜溶液浇注到多孔膜形成均质自增湿质子交换复合膜。

4.根据权利要求3所述的复合质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述在上述固体高分子电解质溶液中入纳米级磺化金属氧化物时，可先将纳米级磺化金属氧化物配成溶液或悬浮液，再加入固体高分子电解质溶液。

5.根据权利要求3所述的复合质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述固体高分子电解质是指能够传导质子的磺化聚合物，所述固体高分子电解质膜为基于上述磺化聚合物的复合膜。

6.根据权利要求5所述的复合质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述磺化聚合物为全氟磺酸、聚芳醚酮磺酸、聚酞亚胺磺酸、聚醚飒磺酸、聚矾磺酸、聚哇琳磺酸、聚嶙睛磺酸、聚硅烷磺酸中的一种或多种。