[发明专利]一种燃料电池质子交换膜材料及其应用

摘要

本发明涉及一种燃料电池质子交换膜材料及其应用，具体讲是将具有高质子电导性、张力强度、热稳定性和低甲醇吸收的磺化聚碳酸酯作为基体材料应用于燃料电池质子交换膜的制备，解决了现今全氟质子交换膜存在的电性能仍然依赖全氟磺酸树脂的含量，工作温度也很难有较大提高，成本过高，以及含氟材料的使用对环境的严重污染的缺陷，采用该材料制备得到的燃料电池质子交换膜具有工作温度高，成本低廉，环保，低醇透性，高质子电导性的优点，适合燃料电池的工业化生产和市场推广应用。

主权项

一种燃料电池质子交换膜材料的应用，其特征在于用于制备质子交换膜，将质子交换膜材料和助剂通过成膜手段制成膜结构，再进行改性处理得到燃料电池质子交换膜；所述的成膜手段为熔融挤出、热压成型、流延成型、喷涂成型、涂敷成型、沉积成型中的一种；所述的改性处理为交联改性或接枝改性；其中交联改性是将膜与硼酸钠通过紫外线照射进行交联反应得到燃料电池质子交换膜；接枝改性是将膜与聚乙烯醇、醋酸酐进行接枝交联反应，得到燃料电池质子交换膜；其中所述的质子交换膜材料为磺化聚碳酸酯, 其结构式为，其中R基团中碳原子数≥6，且含有至少一个苯环和一个磺酸根，N 为50‑20000 的任意整数，还包括将聚碳酸酯经过交联改性、共混改性、接枝改性、共聚改性、掺杂改性、填充改性中一种或多种改性后得到的聚碳酸酯类衍生物再通过磺化处理得到的质子交换膜材料；磺化聚碳酸酯的用量为膜总质量的10%‑90%，所述的助剂为溶剂、成膜助剂和质子传导辅助剂,所述的溶剂为二氯甲烷、次甲基氯、亚甲基氯、四氯化碳、三氯乙烯、四氢呋喃中的一种或多种；所述的成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、2,2,4‑ 三甲基‑1,3‑ 戊二醇单异丁酸酯中的一种或多种；所述的质子传导辅助剂为金属氧化物、磷酸盐、杂多酸中的一种或多种。