[发明专利]高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明涉及电化学的燃料电池技术,更详细地是高温直接甲醇燃料电池用质子交换膜以及该膜的制备方法。本发明的高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜是以市售的聚偏氟乙烯或聚乙烯醇为原料,并加入掺有无机多元酸的纳米陶瓷粉末,通过流延热压法、涂浆法、压延法或浸胶法制备的具有纳米微孔结构的复合型质子交换膜。本发明所制备的质子交换膜具有纳米微孔结构,80～180℃温度范围的甲醇渗透率比Nafion膜的小,阻醇性能好。本发明制备质子交换膜的制备工艺简单,膜的成本低于Nafion膜,易于产业化,可用作在高温(100℃以上)下也能正常运转的直接甲醇燃料电池的质子交换膜。

主权项

1.一种高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于其配比和工艺条件如下：(1)在纳米陶瓷粉末中加入相当于纳米陶瓷粉末重量5％～50％的无机多元酸，混合均匀后待用；(2)取100重量份的聚偏氟乙烯或聚乙烯醇与15～70重量份的掺有无机多元酸的纳米陶瓷粉末，混合均匀备料；(3)将聚偏氟乙烯或聚乙烯醇溶解于常规溶剂配制成高分子溶液，并向该高分子溶液中加入掺有无机多元酸的纳米陶瓷粉末，均匀振荡5～30分钟，其中的常规溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、丙酮或者水；(4)采用流延热压法，将此混合液平铺在玻璃培养皿表面，在室温～90℃加热10～40分钟，而后室温干燥0.5～20小时；将溶剂干燥后形成的薄膜从培养皿表面撕下，在100～170℃下热压3～20分钟；或者采用涂浆法、压延法或浸胶法工艺制备成膜。