[发明专利]一种高温燃料电池质子交换膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种高温燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将聚苯并咪唑溶解于高沸点溶剂中，室温搅拌溶解，过滤杂质，得到聚苯并咪唑溶液；所述聚苯并咪唑溶液的浓度为0.01~0.2g/mL；

2）向所述聚苯并咪唑溶液中加入自由基淬灭剂，室温搅拌0.5-1小时，超声搅拌10~100分钟，得到含自由基淬灭剂的铸模液，将所述铸模液倒入模具中，80℃干燥24~48小时，得到聚苯并咪唑/自由基淬灭剂复合膜；

3）将有机金属框架结构的纳米颗粒分散在高沸点溶剂中，超声搅拌30分钟；并溶解一定量的聚苯并咪唑形成混合溶液，所述纳米颗粒与聚苯并咪唑的质量比为10:1~1:1；

4）将所述混合溶液喷涂在所述聚苯并咪唑/自由基淬灭剂复合膜的两侧；然后真空干燥，得到含有机金属框架结构的聚苯并咪唑/自由基淬灭剂复合膜；所述喷涂温度为60~160℃，所述复合膜每侧喷涂量为0.5~2mg/cm²，所述真空干燥温度为60~150^oC，真空干燥时间为10~24小时；

5）将所述含有机金属框架结构的聚苯并咪唑/自由基淬灭剂复合膜在磷酸溶液中浸泡4-24h，得到所述高温燃料电池质子交换膜；

所述自由基淬灭剂为二氧化铈、二氧化硅、二氧化锰中的一种；

所述有机金属框架结构的纳米颗粒为MIL101（Fe）、MIL101（Cr）的一种或两种。

2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述自由基淬灭剂加入量为聚苯并咪唑质量的0.1~0.9%。

3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高沸点溶剂为：N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）的一种或两种。

4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸浸泡的处理温度为20～150℃；所述磷酸溶液浓度为50-100 wt%。

5.一种权利要求1至4任一所述的制备方法得到的高温燃料电池质子交换膜。

6.一种权利要求5所述高温燃料电池质子交换膜在高温质子交换膜燃料电池中的应用。