[发明专利]一种中高温质子交换膜燃料电池用无机固体电解质膜材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种中高温质子交换膜燃料电池用无机固体电解质膜材料的制备方法，通过在制备电解质膜过程中掺杂磷酸硼和MXene以提高焦磷酸盐MP₂O₇的质子传导能力，提高其电解质性能。通过数据对比，本发明MXene/MP₂O₇/BPO₄电解质膜更为致密，电导率较高，且热稳定性高于MP₂O₇/BPO₄。

主权项

1.一种中高温质子交换膜燃料电池用无机固体电解质膜材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将MO2和H3PO4溶液混合，然后加入MXene粉末，在200℃下不断搅拌直至混合物呈粘稠状，随后转移至带盖子的坩埚中，在空气中于500‑1000℃烧结1‑6小时，冷却至室温后取出，研磨成均匀的粉末，即得到MXene/MP2O7粉末；步骤2：将H3PO4和H3BO3混合，加热至245‑255℃并不断搅拌，直至获得白色浆状前驱体，将所得前驱体转移至带盖坩埚中，并将坩埚放到马弗炉中，在200‑500℃下煅烧2‑8个小时，将获得的磷酸硼加入去离子水中，配制成磷酸硼溶液；步骤3：将MXene/SnP2O7粉末和磷酸硼溶液加入滚磨罐中，并加入乙醇，球磨5‑72小时，接着放入热空气干燥箱中，在60‑120℃下干燥2‑20小时，即得到BPO4掺杂的MXene/MP2O7粉体；步骤4：取BPO4掺杂的MXene/MP2O7粉体在研钵中研磨成颗粒细小且均匀的粉末，压制成圆片，随后置于马弗炉中，在空气气氛下于300‑500℃烧结1‑10小时，得到电解质膜材料。