[发明专利]一种用于燃料电池的层状复合质子交换膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于燃料电池的层状复合质子交换膜的制备方法，是以质子聚合物溶液和质子聚合物溶液与二维无机纳米材料混合液交替成膜后得到的层状复合质子交换膜。此层状结构复合膜经过磷酸浸泡后溶胀率大幅度降低，机械性能大幅度提高，有利于中温质子膜燃料电池中膜电极组装，同时电导率进一步提高。

主权项

一种用于燃料电池的层状复合质子交换膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将质子聚合物溶解于极性溶剂中，得到质子聚合物溶液，控制质子聚合物溶液的质量浓度为0.1%‑90%；步骤（1）中所述质子聚合物为聚苯并咪唑；（2）将质子聚合物溶液与二维无机纳米材料混合得到混合液，混合液中质子聚合物的质量为所述二维无机纳米材料质量的1‑30%；所述二维无机纳米材料为氧化石墨烯或MXene；（3）将质子聚合物溶液倒入光滑、洁净的表面皿中，将所述表面皿水平放置于真空干燥箱中，0‑160ºC下保温1‑48小时；（4）向步骤（3）的表面皿中倒入步骤（2）配制的混合液，在真空干燥箱中于0‑160ºC下保温1‑48小时；（5）向步骤（4）的表面皿中倒入质子聚合物溶液，在真空干燥箱中于0‑160ºC下保温1‑48小时；（6）重复步骤（4）、（5），重复次数根据所需层数确定；（7）将步骤（6）的表面皿在真空干燥箱中于0‑200ºC下真空干燥1‑48小时，随后冷却至室温；（8）将去离子水倒入步骤（7）的表面皿中，将表面皿内的复合膜取出，用去离子水冲洗以除去膜表面杂质，随后在0‑200ºC下保温1‑24h，得到复合质子交换膜。