可用于聚合物电解质燃料电池的质子传导聚合物电解质膜

摘要

本发明提供一种替代的质子传导聚合物电解质膜及其制备方法。更具体地，本发明提供一种适用于PEM-基燃料电池的传导杂化聚合物电解质膜，其包含稳定的主体聚合物和作为客体聚合物的质子传导介质。本发明涉及主体聚合物和客体聚合物，所述主体聚合物包含聚(乙烯醇)、聚(氟乙烯)、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、乙酸纤维素、聚乙烯基甲基乙基醚的组，更优选聚乙烯醇，所述客体聚合物包含聚(苯乙烯磺酸)、聚(丙烯酸)、磺化酚醛树脂、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯和季铵盐，更优选聚(苯乙烯磺酸)。

主权项

一种杂化质子传导聚合物电解质膜，其包含用二醛交联剂化学交联的主体聚合物，和质子传导客体聚合物，其中所述主体聚合物为聚(乙烯醇)而所述客体聚合物为聚(苯乙烯磺酸)，并且所述杂化质子传导聚合物电解质膜具有下列特性：(i)所述杂化膜的厚度在50-200μm的范围内；(ii)在PVA-35重量％PSSA的条件下，在30℃至130℃的范围内的温度拥有高质子传导率；(iii)在100℃的温度拥有最大传导率；(iv)在PVA-35重量％PSSA的条件下，在31％的相对湿度下拥有高质子传导率；(v)在PVA-35重量％PSSA的条件下，在完全润湿条件下并且在30℃拥有1.66×10-2S/cm的质子传导率；(vi)在PVA-PSSA的条件下，拥有在10-16kJ/mol的范围内的活化能(Ea)。