1、質子交換膜(PEM)作為質子交換膜燃料電池(PEMFC)的關鍵部件,起到傳導質子、分隔燃料和氧化劑的雙重功能.PEMFC系統(tǒng)中廣泛使用的是全氟磺酸膜,它的昂貴成本是阻礙PEMFC商業(yè)化的重要因素之一.提高電池操作溫度和不增濕反應氣體操作PEMFC將分別提高電池抗CO能力和簡化電池系統(tǒng).本文針對目前常用的全氟磺酸膜的常見問題:如操作溫度較低、需要外增濕操作、機械性能較低等進行了相關改性研究. 首先,采用凝膠.溶膠法制備了SiO<,

2、2>/Nafion 115復合膜.由于膜內SiO<,2>具有很好的保水能力,復合膜組裝的電池的性能和穩(wěn)定性在電池溫度為130℃時明顯優(yōu)于Nation 115膜. 其次,研究了碳納米管(CNTs)增強Nation膜,通過控制CNTS的長徑比和含量可以避免復合膜的內短路.摻雜很少的CNTS就可以大幅度的提高復合膜的機械強度；同時由體積含量小,對復合膜的質子傳導率影響較小. 第三,以碳納米管增強Nation膜為基礎,制備了具有

3、三層結構的Pt/CNTS-Nation復合膜.兩側Nafion層可以避免復合膜內短路,內層中的Pt/CNTS可以催化滲透至膜內的H<,2>和O<,2>反應生成水,使復合膜組裝的PEMFC可以在無外增濕操作下獲得穩(wěn)定的電池性能. 最后,以CNTS增強.Nafion膜為基礎,制備得到了Pt/SiO<,2>-CNTS-Nafion三層復合膜.復合膜外層內的Pt/SiO<,2>可以催化滲透至膜內的H<,2>和O<,2>反應生成水,緩解了