
蓋世汽車訊 陰離子交換膜燃料電池(AEMFC)通過膜傳輸陰離子,將化學能轉化為電能。這種電池因具有成本低、相對環保等優點而備受關注,但也存在若干缺點,如離子導電率低、膜化學穩定性差,以及總體性能不高。據外媒報道,韓國科學家開發了一種薄且耐用的新型薄膜,以解決上述問題。
為了制備這種薄膜,科學家們采用一種新方法,在不使用交聯劑的情況下,將兩種商用聚合物的化學鍵結合在一起,即聚2,6-二甲基-1,4-苯醚(poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide,PPO)和苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene,SEBS)。
研究負責人、仁川國立大學(Incheon National University)的Tae-Hyun Kim教授表示:“之前的研究做過類似嘗試,以聯氨為交聯劑,通過交聯PPO和SEBS來制備陰離子交換膜(AEM)。雖然AEM表現出極好的機械穩定性,但使用聯氨可能導致發生不同的反應,而不是PPO和SEBS之間的反應,難以控制膜性能。在本項研究中,我們在沒有使用任何交聯劑的情況下,將PPO和SEBS交聯起來。”同時,研究團隊在PPO中添加一種名為三氮唑的化合物,以增加膜的離子導電性。
用這種方法制備的薄膜厚度可達10μm,即使在95%的室內濕度下,也具有優異的機械強度、化學穩定性和導電性。總的來說,該膜和相應燃料電池的整體性能很高。測試發現,在60°C下,該燃料電池可以穩定工作300小時,最大功率密度超過現有商用AEM,可與領先AEM相媲美。
新型AEM具有良好的發展前景。Kim教授表示:“我們開發的聚合物電解質膜不僅可以用于燃料電池,還可以應用于生產氫氣的水電解技術。對于發展氫經濟來說,這項研究將起到重要作用。”