针对目前碱性燃料电池用阴离子交换膜普遍存在的电导率不高,热稳定性较差等主要问题,本项目提出了一种在分子尺度上组装多层交替的有机-无机杂化复合膜的方法首先用原子转移自由基聚合反应制备具有特定结构的可溶性季铵盐型聚合物,然后通过溶液插层反应将聚合物插入到纳米双金属氢氧化物的片层中。纳米粒子的嵌入提高了膜在水中的电导率和热稳定性,又不会在碱性环境下生成碳酸盐。本项目还提出了一种构筑薄层亲水立体网络电极催化层的方法以有机多胺为交联剂,通过交联反应形成亲水网络,交联网络增加了碱性和亲水性,为水和氢氧根离子的传输提供更多的通道,并有利于膜与催化剂的紧密结合。本项目围绕燃料电池用阴离子交换膜及膜电极的关键科学问题,深入研究所涉及的机理,预期研究结果将为阴离子交换膜及膜电极的结构设计和制备奠定理论基础和技术基础,为推动燃料电池的发展产业化发展做出积极的贡献。
英文主题词Akaline fuel cell; Anion-exchange membrane; Organic-inorganic hybrid; Electrode-membrane assembly