中文摘要：

质子交换膜是质子交换膜燃料电池的核心，其性能将直接影响PEMFC的电池性能、能量转换效率和使用寿命。本项目研制了一种新型中低温质子交换膜材料-介孔氧化铝,系统地研究了介孔孔径和掺杂物对介孔氧化铝表面性质和导电率的影响，发现质子导电率随着孔径的增加和添加氯离子而提高。研究揭示了介孔氧化铝中质子导电机制，介孔氧化铝中质子传导遵循Grrotthus质子跳跃机理，质子导电率由两个因素决定，即质子的解离能力与质子的传递速度。掺杂氯化物后氯离子取代氧化铝表面的部分OH基团，而使表面酸强度增加，从而改变了表面活性中心与水分子之间的氢键强度，使质子更易被解离出来，因此导电率明显提高。而孔径较大的分子中，质子的流动性和水的扩散性增大，使材料的导电率提高。最终本项目成功研制出具有良好强度，热化学稳定性和一定导电性的介孔氧化铝膜材料。