新型PFIA膜可改善燃料電池水管理

     據https://fuelcellsworks.com/網(wǎng)站近日消息，德國亥姆赫茲研究中心（HZB）聯(lián)合美國3M公司近期成功開(kāi)發(fā)出了一種新型質(zhì)子交換膜PFIA（Perfluoroimide acid），PFIA膜應用于燃料電池可改善電池內部水管理，提高電池性能。

 

     PEM是燃料電池的核心部件，主要起質(zhì)子傳導及阻斷膜兩側氫氣、氧氣相互滲透的作用。而目前常用的NafionTM膜僅在低溫（<90℃）高濕度條件下才能發(fā)揮出良好的性能，使用條件的限制縮小了其在燃料電池領(lǐng)域的使用范圍，為保證其正常工作所配置的外加濕系統也直接造成燃料電池成本的增加。

 

     據悉，HZB與3M聯(lián)合開(kāi)發(fā)的PFIA膜具有機械穩定性良好的疏水主鏈，且其每一個(gè)親水側鏈比Nafion膜多一個(gè)酸性位點(diǎn)，這大大增強了膜內質(zhì)子的傳導及水的傳輸，即使在干燥條件下，該膜仍具備良好的質(zhì)子電導率，相比于目前市場(chǎng)上通用的Nafion膜，其具有更良好的物理化學(xué)屬性，PFIA膜可在高溫低濕度條件下使用，在電池水管理方面具有明顯優(yōu)勢。此外，PFIA膜制造成本也較Nafion膜低，預計該類(lèi)型的膜將會(huì )有廣泛的應用價(jià)值和廣闊的應用前景。

 

     日前，HZB研究人員通過(guò)紅外光譜法對PFIA膜樣品在不同溫度、不同濕度條件下進(jìn)行了原位檢測，發(fā)現在低濕度條件下NafionTM和PFIA兩種膜在水管理上存在很大差異，并基于檢測結果對低濕度條件下PFIA膜納米級水通道內水的傳輸機理進(jìn)行了解釋。

 

 

     目前，該項研究成果已以《INFRARED DYNAMCIS STUDY OF THERMALLY TREATED PERFLUOROIMIDE ACID PROTON EXCHANGE MEMBRANES》為題進(jìn)行了公開(kāi)發(fā)表（DOI: 10.1039/C6CP06627E）。