【摘 要】
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作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的一个重要应用场景,开发满足无人机用的低温质子交换膜燃料电池(Low Temperature-PEMFC)正受到越来越多的关注.无人机所采用的PEMFC操作条件比较特殊,作为原料的H2、空气均为无加湿的干气.针对这一特殊操作条件,需开发相应的具有保水能力的质子交换膜.为此,首先合成了一种具有高保水性的高分子树脂(PAAAM),将其加入Nafion溶液中混合均匀,利用溶液浇铸法制膜,探索并优化了PAAAM的加入量;随后,对保水复合膜进行了FTIR、SEM、质子传导率、保水
【机 构】
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同济大学 机械工程博士后流动站,上海 201804;同济大学 汽车学院,上海 201804;同济大学 汽车学院,上海 201804;中科院大连化学物理研究所 燃料电池部,大连 116023
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作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的一个重要应用场景,开发满足无人机用的低温质子交换膜燃料电池(Low Temperature-PEMFC)正受到越来越多的关注.无人机所采用的PEMFC操作条件比较特殊,作为原料的H2、空气均为无加湿的干气.针对这一特殊操作条件,需开发相应的具有保水能力的质子交换膜.为此,首先合成了一种具有高保水性的高分子树脂(PAAAM),将其加入Nafion溶液中混合均匀,利用溶液浇铸法制膜,探索并优化了PAAAM的加入量;随后,对保水复合膜进行了FTIR、SEM、质子传导率、保水性、溶胀率、拉伸强度、热失重性能等表征,并进行电池输出性能测试;最终结果表明:Nafion系质子交换膜在原料为干空气、干H2的条件下,最适宜的操作温度区间为50～55℃.当PAAAM加入量为1.0wt％时,Nafion基复合膜(NFPAM1)具有更优的电池性能.当电池温度55℃、干燥H2、空气流量分别为0.1 L·min?1和0.55 L·min?1时,采用NFPAM1复合膜的PEMFC最高功率密度为691 mW·cm?2.
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