PEM材料研究
PEM材料研究 作为水电解槽膜电极的核心部件,质子交换膜不仅传导质子,隔离氢气和氧气,而且还为催化剂提供支撑,其性能的好坏直接决定水电解槽的性能和使用寿命。 目前水电解制氢所用质子交换膜多为全氟磺酸膜,制备工艺复杂,长期被美国和日本企业垄断,如科慕Nafion™系列膜、陶氏XUS-B204膜、旭硝子Flemion®膜、旭化成Aciplex®-S膜等。其中科慕Nafion™系列膜具有低电子阻抗、高质子传导性、良好的化学稳定性、机械稳定性、防气体渗透性等优点,是目前电解制氢选用最多的质子交换膜。 长期被少数厂家垄断,质子交换膜价格高达几百~几千美元/m2。为降低膜成本,提高膜性能,重点攻关改性全氟磺酸质子交换膜、有机/无机纳米复合质子交换膜和无氟质子交换膜。 全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性、膜表面刻蚀改性以及膜表面贵金属催化剂沉积3种途径。Ballard公司开发出部分氟化磺酸型质子交换膜BAM3G,热稳定性、化学稳定性、机械强度等指标性能与Nafion™系列膜接近,但价格明显下降,有可能替代Nafion™膜。通过引入无机组分制备有机/无机纳米复合质子交换膜,使其兼具有机膜柔韧性和无机膜良好热性能、化学稳定性和力学性能,成为近几年的研究热点。另外选用聚芳醚酮和聚砜等廉价材料制备无氟质子交换膜,也是质子交换膜的发展趋势。 [...]


