《高穩定鹼性咪唑鹽陰離子交換聚合物膜的研製》是依託蘇州大學，由嚴鋒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高穩定鹼性咪唑鹽陰離子交換聚合物膜的研製
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：嚴鋒
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鹼性燃料電池由於可以使用Ag、Ni等非貴金屬催化劑而得到越來越多的關注。然而，目前套用較多的季銨鹽陰離子交換膜存在耐鹼穩定性差的問題。針對該問題，我們擬合成咪唑鹽陰離子交換聚合物膜並套用於鹼性燃料電池。本申請課題首先從基礎研究的角度探索咪唑鹽單體及其聚合物在強鹼溶液中的降解機理；研究咪唑環上取代基團對單體及其聚合物耐鹼性能的影響並掌握相應的調控方法；進一步以電池器件為背景，製備咪唑鹽(衍生物)陰離子交換聚合物膜，並研究其在鹼性燃料電池中的實際套用情形。該課題將從材料化學和器件物理的角度去進一步認識器件中鹼性陰離子交換膜的物理化學性質及其穩定機制，為促進基於咪唑鹽(衍生物)鹼性陰離子交換聚合物膜在鹼性燃料電池中的實際套用提供理論和技術指導。
結題摘要
鹼性燃料電池陰離子交換聚合物膜是燃料電池的核心部件。然而，目前套用較多的季銨鹽類陰離子交換膜存在耐鹼穩定性差的缺陷。針對該存在問題，我們以咪唑鹽陽離子聚合物為主要研究對象。系統地研究了陽離子化合物的分子結構對其在強鹼性條件下的降解機理及影響因素，主要開展工作包括：（1）研究咪唑環上取代基團的位阻效應、電子效應對咪唑鹽單體及其聚合物耐鹼性、電導率等性能的影響；（2）合成基於咪唑鹽(衍生物)的鹼性陰離子交換聚合物膜，並研究陽離子化學結構對其耐鹼性、電導率、熱穩定性及機械性能等綜合性能的影響；（3）與DFT理論模擬相結合，進一步研究陽離子化合物的化學結構與其耐鹼性的關聯。我們的研究發現了有機陽離子化合物的耐鹼穩定性隨其LUMO能級升高而增強的規律，減少陰離子交換膜分子設計的不確定性。相關研究工作，為促進基於咪唑鹽(衍生物)鹼性陰離子交換聚合物膜在鹼性燃料電池中的實際套用提供理論和技術指導。
