直接甲醇燃料電池(DMFC)用磷酸氫鋯/Nafion 115的研究

摘要：采用離子交換，沉淀法制備了磷酸氫鋯/Nafion 115復合膜。X射線衍射光譜法（XRD）、掃描電鏡（SEM）和紅外光譜（IR）結果表明了無機相磷酸氫鋯的存在，與Nafion115 相比，甲醇滲透系數降低50%。75℃高濃度甲醇進料時，使用了復合膜的單池放電性能得到明顯改善，單池壽命測試結果表明使用了復合膜的電池在0.4V以上可以穩定運行100h.
 
說明
目前應用于直接甲醇燃料電池（DMFC）最成功的依然是DuPont 公司生產的Nafion系列膜，因為他們具有高的質子傳導率，化學、電化學穩定性及熱穩定性。但要最終實現DMFC的商業化。
Nafion 電解質膜的甲醇滲透問題仍是一個嚴重的技術挑戰，在放電過程中，由于擴散和電滲拖曳，甲醇從陽極穿過膜到達陰極并與氧氣發生反應，所產生的類CO物種吸附在陰極催化劑活性位上造成陰極催化劑中毒，從而產生混合單位，增加了陰極極化和燃料的消耗，降低了電池性能與能量轉化率。
本文主要針對氫氧質子交換膜燃料電池電解質膜的高溫脫水問題而展開的。
 
結果與討論


結論
結果表明：磷酸氫鋯/Nafion 115 復合膜它能夠緩解甲醇滲透問題。高濃度（10 mol/ L）甲醇進料時復合膜的峰值比功率為76.19mW/cm²）,明顯高于 Nafion 115膜的峰值比功率（41.65 mW/cm²）.此外復合膜在DMFC中能夠長期穩定運行。