[发明专利]一种燃料电池用耐高温陶瓷基质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明属于燃料电池质子交换膜制备的技术领域，具体涉及一种燃料电池用耐高温陶瓷基质子交换膜及其制备方法。本发明一种燃料电池用耐高温陶瓷基质子交换膜的制备方法，通过先预制氧化铝‑氧化锆水凝胶，然后在耐高温磺化聚合物表面进行连续高压喷涂和CO₂激光器扫描烧结，得到磺化聚合物与微孔陶瓷薄膜的复合体，进一步，在离子液中浸溶，使离子液充分负载于微孔陶瓷薄膜，再复合一层耐高温磺化聚合物，得到燃料电池用耐高温陶瓷基质子交换膜能在高温下稳定工作，提高电池工作效率、防止催化剂中毒，其中通过CO₂激光器快速扫描烧结，使在耐高温磺化聚合物表面形成微孔陶瓷薄膜，该陶瓷薄膜负载离子液，不但耐高温，而且离子液可以起到传导质子的作用。该质子交换膜100～200℃的温度范围内表现出了较高的导质子率和优异的热稳定性。

主权项

1.一种燃料电池用耐高温陶瓷基质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将氧化铝、氧化锆粉末按照质量比10～30:20～50混合均匀，得到混合粉末；b、向a步骤得到的混合粉末中滴加氨水，边滴加边搅拌，控制反应温度为50～60℃，氨水流量为1800～2200mL/h，滴加完氨水后再保温1～2h，得到氧化铝‑氧化锆水凝胶；c、采用高压喷枪，将b步骤得到的氧化铝‑氧化锆水凝胶均匀喷涂在耐高温磺化聚合物表面，形成一层厚度为10～100μm的复合膜；d、采用CO2激光扫描器，对c步骤得到复合膜进行扫描烧结，得到磺化聚合物与微孔陶瓷薄膜的复合体；e、将d步骤得到的磺化聚合物与微孔陶瓷薄膜的复合体在离子液中浸泡12～24h，使得离子液充分负载于磺化聚合物与微孔陶瓷薄膜的复合体上，得到负载有离子液的复合体；f、最后在e步骤得到的负载有离子液的复合体上复合一层耐高温磺化聚合物，经过热压，真空干燥，得到燃料电池用耐高温陶瓷基质子交换膜。