[发明专利]一种多层复合型质子交换膜的制备及膜和应用

摘要

本发明涉及质子交换膜燃料电池领域，公开了一种低成本、高性能的多层复合型质子交换膜的制备方法。本发明基于蒸气诱导相转变法制备出多孔磺化聚醚醚酮基膜，在此基础上利用热喷涂技术和热转印技术，在不破坏基膜表面形貌的前提下制备出了该多层复合质子交换膜。电池测试表明，相比原始sPEEK多孔膜，复合膜的开路电压和极化性能显著增加，此外复合膜的再经845h电池稳定性测试后，电池电压没有表现下降，表明复合膜耐久性极大提升。本发明所制备的多层复合膜成本低，易于工程化放大，可实际应用到质子交换膜燃料电池领域。

主权项

一种多层复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于：该复合膜为多层复合结构，具体包括三层或五层或七层，最内层为磺化聚醚醚酮基膜(A)，最外层为全氟磺酸聚合物层(C)，中间为过渡层(B)，过渡层由磺化聚醚醚酮与全氟磺酸聚合物构成；具体制备过程如下：a)用非质子溶剂溶解磺化聚醚醚酮，并向该刮膜液中不加入或加入造孔剂，利用蒸气诱导相转变法制备多孔磺化聚醚醚酮基膜(A)；b)取两个基底，分别在其表面喷涂上全氟磺酸聚合物层、或依次在其表面喷涂上全氟磺酸聚合物层和过渡层，或依次在其表面喷涂上全氟磺酸聚合物层、第一过渡层、第二过渡层；c)将步骤a)中磺化聚醚醚酮基膜置于步骤b)中的两个基底之间，于油压机上进行热转印操作，取下基底后，即可制得该复合膜。