化学与生物改性合成质子交换膜

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1、第21卷第1期化学进展Vol.21No.12009年1月PROGRESSINCHEMISTRYJan.,20093化学与生物改性合成质子交换膜11,233321杨萌相艳王慕冰康思聪徐惠彬(11北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191;21北京航空航天大学化学与环境学院北京100191;31北京航空航天大学理学院北京100191)摘要新型质子交换膜的研究主要集中在Nafion膜的化学或物理改性、化学合成材料的更新以及新型的生物材料燃料电池用质子交换膜的研发。本文对燃料电池用质子交换膜近3年的研究进展做了综述,并对PEMFC

2、质子交换膜的发展前景进行了探讨与预测。关键词燃料电池质子交换膜化学改性生物材料中图分类号:O631;TM911文献标识码:A文章编号:10052281X(2009)0120244207NovelProtonExchangeMembranesBasedonChemicalandBiologicalModification11,233321YangMengXiangYanWangMubingKangSicongXuHuibin(11SchoolofMaterialsScienceandEngineering,BeihangUniver

3、sity,Beijing100191,China;21SchoolofChemistryandEnvironment,BeihangUniversity,Beijing100191,China;31SchoolofScience,BeihangUniversity,Beijing100191,China)AbstractTherecentprogressonnovelprotonexchangemembranesbasedonchemicalandbiologicalmodificationforfuelcellsisreview

4、ed.ChemicalandphysicalmodificationofNafion,synthesisandmodificationofnewpolymerelectrolytesaswellasapplicationsofnovelbiomaterialsonfuelcellsarediscussedrespectively.ThecurrentissuesandfuturedevelopmentofPEMareproposed.Keywordsfuelcells;protonexchangemembrane(PEM);che

5、micalmodification;biomaterials3.6PolyimidePEMContents4NovelPEMbasedonthebiomaterials1Introduction5Conclusionandanticipation2TheadulterantmodificationonNafionmembrane1引言2.1InorganiccompoundsmodificationonNafion2.2OrganiccompoundsmodificationonNafion自从首次成功应用于1960年NASA的双

6、子星2.3BiomaterialmodificationonNafion计划后,质子交换膜燃料电池(PEMFC)就开始被广3ChemosynthesismaterialusedasnovelPEM泛认为是最具优越性的燃料电池类型,并且作为交3.1PolybenzimidazolecompoundmembranePEM通工具的能源供体可以取代汽油机、柴油机等内燃3.2Poly(arylethersulfone)compoundPEM机型。在能源危机和环境污染日趋严重的今天,3.3Poly(aryletherketoneketone)

7、PEMPEMFC以其突出的能量转化效率和较低的环境负[1]3.4PolyvinylalcoholPEM荷而更加受到关注。质子交换膜(PEM)是PEMFC3.5PolyvinylidenefluoridePEM最关键部件之一,其性能对整个PEMFC体系的输出收稿:2008年3月,收修改稿:2008年6月3国家自然科学基金项目(No.20773008)和国家高技术发展计划(863)项目(No.2007AA05Z146)资助33通讯联系人e2mail:xiangy@buaa.edu.cn第1期杨萌等化学与生物改性合成质子交换膜·245·

8、功率、效率和使用寿命影响重大,且其成本直接影响磺酸型膜(PFSA),其供给市场几乎为DuPont公司的PEMFC的成本,因此PEM一直是国内外PEMFC研Nafion系列产品所垄断。巨大的垄断优势和较高的[2]究者的一个研究热点。技术壁垒使得Naf