全有机非水质子导电材料及其酸碱作用机制的研究

中温(100-200℃)质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阳极催化剂活性高,不易被CO中毒，水热管理简单，但要求所用的质子交换膜(PEM)超过100℃仍能正常工作。聚苯并咪唑/磷酸复合膜是最典型的非水PEM,可用于中温PEMFC，但磷酸等亲水性的无机酸有可能随PEMFC阴极产生的水汽慢性流失，膜性能不稳定，影响了其推广应用。本项目提出了基于全有机组分的酸/碱非水复合膜，利用有机组分在水汽中的难溶解和难迁移性来提高复合膜的稳定性。将以乙烯基膦酸为代表的酸性组分和以咪唑结构为代表的碱性组分通过共混、共聚、原位聚合、形成IPN结构和交联网络等方法来制备酸/碱复合非水PEM，利用酸碱作用理论来阐述酸/碱复合非水膜中的质子传递过程和传递反应，合成一些模型化合物来验证和揭示其酸碱作用与质子传递过程的关系，有望将非水PEM中的质子传递过程与传统的水化磺酸膜中的质子传递过程用酸碱作用理论统一起来。