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摘要:

在100℃以上工作的质子交换膜燃料电池(PEMFC)可以克服低温工作时的缺陷,提高铂催化剂抗CO中毒的能力、加速电极动力学、简化水热管理系统以及提高热的循环利用等。为了实现磷酸(PA)掺杂的高温质子交换膜(HT-PEM)同时具有高质子电导率和优异的力学性能,制备了一系列聚四氟乙烯(PTFE®)增强的聚乙烯吡咯烷酮-聚氯乙烯(PVP-PVC)复合膜。通过调整PVP和PVC的配比来寻找综合性能最佳的复合膜,并对其物理化学性能进行测试和表征。SEM结果表明,PVP-PVC均匀地填充到PTFE®膜的孔隙中,没有气泡以及孔洞。通过质子电导率以及机械性能测试结果表明,PTFE增强技术使复合膜具有良好的拉伸强度和尺寸稳定性。其中,PA掺杂的PVP与PVC质量比为4的PTFE®增强复合膜在160℃时的质子电导率高达0.161 S·cm−1,并且该膜在室温下最大的拉伸强度为15.6 MPa。在160℃时,该复合膜的峰值功率密度约为359 mW·cm−2。这些结果表明,PA掺杂的PTFE增强的复合膜具有作为HT-PEM的应用潜质。