[发明专利]一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜及制备方法

摘要

本发明属于燃料电池质子交换膜制备的技术领域，具体涉及一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜及制备方法。本发明一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜及其制备方法，通过将磺化芳香聚合物在冷冻条件下微细化至纳米级，然后分散于硅溶胶中形成胶状物；将胶状物涂刷在载膜板上形成50‑200微米的薄层，然后干燥脱模，进一步在表面喷涂3～5微米后的液态玻璃层，热定型得到燃料电池玻璃质子交换膜，本发明利用液态玻璃使得质子交换膜的表面形成具有亲水、超薄的高度柔韧性隔层，本发明质子交换膜具有显著的抗热、抗酸、抗氧化功能，能够有效防止质子交换膜被氧化浸蚀，大幅提升其使用寿命，同时具有优异的质子导电率，高耐水性和力学性能，以及阻醇性能。

主权项

1.一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、取磺化芳香聚合物，在液氮中冷冻10～30min，采用超音速冲击板式气流粉碎机于气流速度为3～10m3/min以及分级机转速为2500～3000r/min下进行微细化处理，微细化处理时间为10～30min，得到粒径为1～100nm的细粉；b、将a步骤得到的细粉加入到硅溶胶中，加分散剂和溶剂，搅拌得到胶状物；c、采用浸渍提拉镀膜机，将b步骤得到的胶状物均匀喷涂在载膜板上，形成厚度为50～200μm的薄层，60℃下真空干燥3～5h，脱模，得到掺杂有硅离子的磺化芳香聚合物薄膜；d、采用高压喷枪，在c步骤得到的掺杂有硅离子的磺化芳香聚合物薄膜上喷涂厚度为3～5μm的液态玻璃层，经过热压，真空干燥，得到燃料电池玻璃质子交换膜；其中，所述液态玻璃为无定形氧化硅纳米粉末分散于光敏树脂基体中形成的分散系，无定形氧化硅纳米粉末占分散系总质量的30～80%，所述高压喷枪的喷涂压力为15～30MPa，温度为60～90℃。