【摘 要】
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聚合物电解质膜燃料电池是一种清洁高效的能源技术。它可以将燃料的化学能直接转换为电能，具有高的转换效率和能量密度，受到了国内外学者的广泛关注。发展之初，该电池主要采用质子交换膜作为隔膜，操作环境为酸性，其电极催化活性较低，必须使用贵金属铂作为催化剂，导致成本较高，而且铂催化剂在酸性环境下的稳定性也有待提高，这严重阻碍了聚合物电解质膜燃料电池的工业化进程。近来研究表明，改用氢氧根离子交换膜作为隔膜，将
【机 构】
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大连理工大学石油与化学工程学院,盘锦,124221
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聚合物电解质膜燃料电池是一种清洁高效的能源技术。它可以将燃料的化学能直接转换为电能，具有高的转换效率和能量密度，受到了国内外学者的广泛关注。发展之初，该电池主要采用质子交换膜作为隔膜，操作环境为酸性，其电极催化活性较低，必须使用贵金属铂作为催化剂，导致成本较高，而且铂催化剂在酸性环境下的稳定性也有待提高，这严重阻碍了聚合物电解质膜燃料电池的工业化进程。近来研究表明，改用氢氧根离子交换膜作为隔膜，将电池操作环境转变为碱性，大大提高了电极催化活性，从而可以选用非贵金属镍和银等作为催化剂，显著降低了电池的成本，而且碱性环境下催化剂更加稳定。但是，目前氢氧根离子交换膜存在离子传导率低和稳定性差的问题，影响了电池的性能和寿命。针对膜的离子传导率低的问题，本课题组从以下两个方面开展研究工作：一、提高离子的移动性，提出采用具有苯撑氧结构的聚醚醚酮作为主链，降低基团的正电性，同时考察了多种离子基团对膜性能的影响，得到了系列高离子传导性的聚醚醚酮基氢氧根离子交换膜；二、构建高效的离子传递通道，提出了一种联苯交联膜，利用联苯的刚性结构，撑开高分子链，获得大的自由体积，构建了连续的通道，还通过酰基化等方法，在聚合物上和功能端基之间引入长支链结构，使得亲水功能基团远离聚合物主链，提高了亲憎水相分离，同样获得了高离子传导率的氢氧根离子交换膜。
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