[发明专利]一种高强度、高质子传导率的高温质子传导复合膜及其在高温燃料电池中的应用

权利要求书

1.一种高强度、高质子传导率的高温质子传导复合膜的制备方法，其特征在于：是将质子传导增强剂PIMs加入到铸膜剂中，再加入聚苯并咪唑，混合均匀后得到铸膜液；其中质子传导增强剂PIMs和聚苯并咪唑的质量和与铸膜剂的用量比为1g：5～15mL，质子传导增强剂PIMs和聚苯并咪唑两种聚合物中，质子传导增强剂PIMs的质量百分含量为5～15％；然后将铸膜液倾倒在干净的玻璃板上，在80～90℃下烘10～15小时，100～110℃下烘10～15小时，120～130℃下烘10～15小时，再于120～130℃、真空度为0.1～0.3MPa条件下烘20～30小时，冷却至室温后得到复合膜；

其中，聚苯并咪唑的结构式如下所示，

Ar为以下结构之一，

n为正整数，表示聚合度；

质子传导增强剂PIMs的结构式如下所示，

m为正整数，表示聚合度；

R₁是-SO₃H；R₂是-COOH。

2.如权利要求1所述的一种高强度、高质子传导率的高温质子传导复合膜的制备方法，其特征在于：铸膜剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、三氟乙酸、N-甲基吡咯烷酮、甲烷磺酸或氯仿中的一种以上。

3.一种高强度、高质子传导率的高温质子传导复合膜，其特征在于：是由权利要求1或2所述的方法制备得到。

4.权利要求3所述的高强度、高质子传导率的高温质子传导复合膜在高温燃料电池中的应用。

5.一种高强度、高质子传导率的磷酸掺杂的高温质子交换膜的制备方法，其特征在于：是将权利要求3所述的复合膜浸入质量浓度为80～90％的磷酸中，在120～150℃下进行磷酸吸附8～180小时，然后将取出的复合膜用滤纸擦去表面的磷酸，再放入真空烘箱中在100～120℃下烘5～8h，从而获得高强度、高质子传导率的磷酸掺杂的高温质子交换膜。

6.一种高强度、高质子传导率的磷酸掺杂的高温质子交换膜，其特征在于：是由权利要求5所述的方法制备得到。

7.权利要求6所述的高强度、高质子传导率的磷酸掺杂的高温质子交换膜在高温燃料电池中的应用。