燃料电池用高温质子交换膜

来源：化学进展杂志2021年第3期北京时间：

作者：白钰, 王拴紧, 肖敏, 孟跃中, 王成新

单位：<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>1</sup> 中山大学广东省低碳化学与过程节能重点实验室/光电材料与技术国家重点实验室 广州 510275

摘要：与传统质子交换膜燃料电池相比,高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFCs)不仅可以提高催化剂对CO的耐受能力,还能简化水热管理,提高能量转化效率。高温质子交换膜是实现高温操作的关键部件之一。掺杂无机磷酸的高温质子交换膜因为在高温度(100~200 ℃)和低相对湿度下具有较高的质子传导率,以及较长使用寿命而成为研究的热点。高的磷酸掺杂量有助于质子传导率的提升,但也会牺牲膜的机械强度,因此已有大量致力于提升膜综合性能的改性研究。本文对目前基于磷酸基的聚苯并咪唑类、聚芳醚类等高温质子交换膜的改性策略进行评述,并梳理总结了包括 MOFs、COFs 在内的新型多孔材料在质子交换膜领域的应用,最后指出了高温质子交换膜当前面临的挑战。

关键词：燃料电池,磷酸掺杂,高温质子交换膜,聚苯并咪唑,聚芳醚,MOFs,COFs

基金资助：国家重点研发计划日中合作项目(2017YFE0197900),国家自然科学基金与广东省联合资助项目(U1601211),国家重点研发计划项目(2018YFA0702002)