1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)具有高能量密度、運(yùn)行溫度低和穩(wěn)定性能好等優(yōu)點(diǎn),在航天領(lǐng)域、潛艇、電動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景.為使PEMFC能夠早日實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn),各國(guó)科研工作者正在致力于相關(guān)材料的研究,力圖降低PEMFC成本,提高PEMFC的性能. 本文研究了采用1135膜制備膜電極的最佳熱壓條件以及最佳運(yùn)行參數(shù).設(shè)計(jì)和制作了一種新結(jié)構(gòu)的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)膜電極,其特點(diǎn)是催化層和擴(kuò)散層之間建立水管理層(WML).

2、研究了水管理層的組成和結(jié)構(gòu)對(duì)膜電極性能的影響,包括PTFE含量以及分布,碳粉的種類(lèi),碳載量；研究了水管理層的制備工藝,包括燒結(jié)溫度,燒結(jié)時(shí)間以及甘油的加入.用單體PEMFC的電流密度一電壓曲線(xiàn)評(píng)價(jià)了膜電極在外增濕和不增濕操作條件下的極化特性.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用優(yōu)化后條件制備的有水管理層的膜電極,其在不增濕條件下的輸出功率達(dá)到在外增濕條件下的90﹪左右. 在質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)膜電極的水管理層中加入造孔劑改善水管理層的

3、孔結(jié)構(gòu),從而降低氣體反應(yīng)物的擴(kuò)散傳質(zhì)阻力.本文研究了兩種新型造孔劑,分別為低的熱分解溫度和適中的溶解度的NH<,4>HCO<,3>和具有高的分解溫度和高的溶解度的(NH<,4>)<,2>SO<,4>作為造孔劑.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,加入適量的(NH<,4>)<,2>5O<,4>,可使膜電極的輸出功率獲得提高,尤其是在H<,2>/空氣的條件下.在H<,2>/Air操作條件下的最大功率達(dá)到了在H<,2>/O<,2>條件下的50﹪左右.環(huán)境掃描電鏡(