[发明专利]一种燃料电池膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜材料及其制备方法，特别是涉及一种燃料电池膜材料及其制备方法。

背景技术

 燃料电池是一种新型的电池形态，燃料电池不同于传统的电池，燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电电池。燃料电池的能量转化效率非常高，且组装方便。由于燃料电池直接将化学能转化为电能，因此其不同于其他的能量转化方式，具有非常突出的优点。燃料电池中的膜材料对燃料电池的能量转化有非常重要的作用。膜材料的组成对膜材料的电导率有较大的影响，因此需要对燃料电池的膜材料进行优化选择，提高其电子传导率。

发明内容

要解决的技术问题：普通的燃料电池膜材料的电子传导率较低，降低了燃料电池的能量转化效率的问题。

技术方案：本发明公开了一种燃料电池膜材料，燃料电池膜材料由以下成分按照重量比组成：聚苯胺含量为24wt%～29wt%、聚氯乙烯为13wt%～17wt%、氯化钾为6wt%～12wt%、余量为聚丙烯。

一种燃料电池膜材料的制备方法，制备方法为以下步骤：（1）聚苯胺含量为24wt%～29wt%，将聚苯胺用乙醇充分溶解，溶解至聚苯胺完全溶解均匀；（2）将13wt%～17wt%的聚氯乙烯用二氯乙烷进行溶解，搅拌至聚氯乙烯溶解均匀，待用；（3）再将氯化钾粉末为6wt%～12wt%、余量为聚丙烯，两者加热至聚丙烯熔融后混合均匀；（4）将步骤（1）、（2）、（3）中的混合物和混合物液体倒入真空浓缩器中，真空浓缩温度为70℃，真空浓缩至溶剂全部挥发；（5）将浓缩完后的聚合物膜材料在80℃下烘干，制备得到氢燃料电池膜材料。

一种燃料电池膜材料的制备方法，聚苯胺含量优选为24wt%。

一种燃料电池膜材料的制备方法，氯化钾粉末优选为6wt%。

一种燃料电池膜材料的制备方法，聚氯乙烯优选为17wt%。

有益效果：本发明采用了聚苯胺、氯化钾、聚氯乙烯、聚丙烯相结合的方法，有效的提高了燃料电池膜材料的传导性能。本发明的制备方法得到的燃料电池膜材料的电子传导率为0.13～0.17S/cm。电子传导率高于普通的燃料电池膜材料。

具体实施方式

实施例1

（1）聚苯胺含量为24g，将聚苯胺用乙醇充分溶解，溶解至聚苯胺完全溶解均匀；（2）将17g的聚氯乙烯用二氯乙烷进行溶解，搅拌至聚氯乙烯溶解均匀，待用；（3）再将氯化钾粉末为12g、聚丙烯为47g，两者加热至聚丙烯熔融后混合均匀；（4）将步骤（1）、（2）、（3）中的混合物和混合物液体倒入真空浓缩器中，真空浓缩温度为70℃，真空浓缩至溶剂全部挥发；（5）将浓缩完后的聚合物膜材料在80℃下烘干，制备得到氢燃料电池膜材料。

测定了实施例1的燃料电池膜材料的电子传导率，实施例1的膜材料的电子传导率为0.17S/cm。

实施例2

（1）聚苯胺含量为27g，将聚苯胺用乙醇充分溶解，溶解至聚苯胺完全溶解均匀；（2）将13g的聚氯乙烯用二氯乙烷进行溶解，搅拌至聚氯乙烯溶解均匀，待用；（3）再将氯化钾粉末为6g、聚丙烯为54g，两者加热至聚丙烯熔融后混合均匀；（4）将步骤（1）、（2）、（3）中的混合物和混合物液体倒入真空浓缩器中，真空浓缩温度为70℃，真空浓缩至溶剂全部挥发；（5）将浓缩完后的聚合物膜材料在80℃下烘干，制备得到氢燃料电池膜材料。

测定了实施例2的燃料电池膜材料的电子传导率，实施例2的膜材料的电子传导率为0.13S/cm。

实施例3

（1）聚苯胺含量为29g，将聚苯胺用乙醇充分溶解，溶解至聚苯胺完全溶解均匀；（2）将15g的聚氯乙烯用二氯乙烷进行溶解，搅拌至聚氯乙烯溶解均匀，待用；（3）再将氯化钾粉末为9g、聚丙烯为47g，两者加热至聚丙烯熔融后混合均匀；（4）将步骤（1）、（2）、（3）中的混合物和混合物液体倒入真空浓缩器中，真空浓缩温度为70℃，真空浓缩至溶剂全部挥发；（5）将浓缩完后的聚合物膜材料在80℃下烘干，制备得到氢燃料电池膜材料。

测定了实施例3的燃料电池膜材料的电子传导率，实施例3的膜材料的电子传导率为0.15S/cm。

综上所述，本发明的制备方法制备得到的燃料电池膜材料具有较高的电子传导率，可以有效的提高燃料电池的能量转化效率。