鉅大LARGE | 點擊量:273次 | 2023年11月06日
科學(xué)家開發(fā)出用于氫燃料動力鋰電池的薄而強的離子交換膜
仁川國立大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種既薄又結(jié)實的新型膜,可以解決任何弊端。使用新方法制造的新型聚合物離子交換膜可以實現(xiàn)比現(xiàn)有燃料電池更便宜,性能更高的燃料電池,朝著實現(xiàn)氫經(jīng)濟(jì)邁進(jìn)了一步。
新過程
為了開發(fā)其膜,科學(xué)家使用了一種新穎的方法:他們將兩種市售聚合物,聚(2,6-二甲基-1,4-苯撐氧)(PPO)和聚(苯乙烯-b-(乙烯-共-聚)丁烯)-b-苯乙烯)(SEBS),而無需使用交聯(lián)劑。
負(fù)責(zé)這項研究的仁川國立大學(xué)的金泰-教授解釋說:“先前的研究進(jìn)行了類似的嘗試,即通過將PPO和SEBS與二胺作為交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)來制造陰離子交換膜(AEM)。盡管AEM表現(xiàn)出優(yōu)異的機械穩(wěn)定性,但二胺的使用可能導(dǎo)致除PPO和SEBS之間的反應(yīng)不同的反應(yīng),這使得難以控制所得膜的性能。因此,在我們的研究中,我們在沒有任何交聯(lián)劑的情況下使PPO和SEBS交聯(lián),以確保只有PPO和SEBS能夠相互反應(yīng)。“金教授團(tuán)隊使用的策略還涉及在PPO中添加一種名為三唑的化合物,以增加膜的離子電導(dǎo)率。
膜的優(yōu)異性能
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
用這種方法制得的膜最薄可達(dá)10μm,即使在95%的室內(nèi)濕度下也具有優(yōu)異的機械強度,化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性??傊?,這些賦予了膜和科學(xué)家用來測試其膜的相應(yīng)燃料電池更高的整體性能。當(dāng)在60°C下運行時,該燃料電池表現(xiàn)出300個小時的穩(wěn)定性能,最大功率密度超過了現(xiàn)有商用AEM并與最先進(jìn)的AEM匹配。
金教授對這種新穎的有前途的AEM的前景感到興奮,他說:“我們研究中的聚合物電解質(zhì)膜不僅可以應(yīng)用于產(chǎn)生能量的燃料電池,而且可以應(yīng)用于產(chǎn)生氫的水電解技術(shù)。因此,我相信這項研究將在振興國內(nèi)氫經(jīng)濟(jì)方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用?!?/p>