磺化聚醚砜纳米纤维复合质子交换膜的制备及其性能

作者：王利媛; 康卫民; 庄旭品; 鞠敬鸽; 程博闻^*

来源：纺织学报, 2020, 41(11): 19-26.

DOI：10.13475/j.fzxb.20200302108

• 质子交换膜
• 静电纺丝
• 磺化聚醚砜
• 纳米纤维
• 质子传导率
• 燃料电池

为开发燃料电池用高性能全氟磺酸(Nafion)质子交换膜,采用静电纺丝技术制备不同磺化度的磺化聚醚砜(SPES)纳米纤维,将其作为添加剂引入Nafion基体中,制备SPES纳米纤维/Nafion复合质子交换膜。探讨纺丝液浓度、纺丝电压、接收距离对SPES纳米纤维纺丝过程及纤维形貌的影响。在最优纺丝工艺下,着重研究不同磺化度SPES纳米纤维对复合膜微观结构、吸水率、溶胀率、质子传导率及甲醇渗透率等性能的影响。结果表明:在SPES质量分数为30%,纺丝电压为30 k V,接收距离为20 cm条件下制得磺化度为64%的SPES纳米纤维,将其作为添加剂构筑得到复合Nafion质子交换膜,该膜具有平衡的质子传导(0.144 S/cm)与甲醇渗透性(7.58×10-7cm2/s),综合性能最佳,满足高性能甲醇燃料电池的应用需求。

• 单位
  天津工业大学