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质子交换膜燃料电池（PEMFC）的在实际运行中会遇到高温低湿的工作环境。另一方面，在较高温度下（≥80℃）使用质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有催化剂活性高、反应迅速、耐CO中毒、热交换容易、水热管理方便等优点，因此近年来对适用于高温PEMFC的质子交换膜的研究就成为热点。这要求质子交换膜在高温（≥80℃）低湿（≤70%）具有好的保水性能。
为了进一步提高本实验室开发的磺化聚芴醚酮（SPFEK）的高温性能，使用微波制备了掺入SiO2的SPFEK复合膜（SPFEK—SiO2），实验结果表明，当SiO2的掺入量为9%时制备的复合膜SPFEK—9% SiO2，其吸水率达到40．11%。当温度为80℃、湿度为10%时，其最大功率密度为126 mW/c㎡；当温度为120℃、湿度为10%时，其最大功率密度为38 mW/c㎡，都远大于Nafion117膜在此测试条件下的输出功率。同时其在此高温（≥80℃）和低湿（≤70%）条件下具有良好的抗H2透过性能。这表明在SPFEK膜中掺入SiO2具有较好的电化学使用性能。
本论文使用羟甲基纤维素醚（HPMC）作为分散剂，制备了掺杂SiO2的SPFEK复合膜SPFEK—SiO2—HPMC用作高温PEMFC的质子交换膜。使用扫描电镜（SEM）、离子交换实验（IEC）、导质子率实验和PEMFC单池实验对复合膜进行了表征，结果表明使用HPMC作为分散剂，能有效提高SiO2在复合膜中的分散均匀度。其离子交换容量为1．51 equiv/g，在高温下有良好的电化学性能和抗H2透过性能。使用该复合膜组装了5c㎡ PEMFC单池，并测试了其在高温（80℃和120℃）低湿下的性能，结果表明其在120℃、50% RH时，电压为0．4V时的输出功率为260 mW/c㎡。实验结果表面HPMC是制备PEMFC有机/无机高温复合膜的有效助剂。
使用本组放大制备的磺化聚芴醚酮组装了13片MEA的PEMFC电堆，并测试了其在高温下的电化学性能。实验结果表明，经过活化操作，30℃、100%湿度时，电堆的输出功率密度可以达到79 mW/c㎡。当测试温度从30℃升至90℃，电堆的输出功率从28．74 W提高37．11 W，增加了29．12%。测试温度超过100℃时，电堆的输出功率从27．68 W（100℃，相对湿度85%）降低到19．87 W（120℃，相对湿度50%），但足与30℃、100%相对湿度比较，仍有69%的功率保留。这表明SPFEK膜适合用作高温PEMFC的质子交换膜。