咪唑枝接无机纳米颗粒掺杂的全氟磺酸膜在燃料电池中的应用

将工作温度提高到100oC以上的质子交换膜燃料电池（PEMFC）有望克服目前PEMFC技术所面临的散热效率低及环境适应性差等走向实用化的技术障碍。而作为PEMFC的核心组件之一的质子交换膜的工作温度决定了燃料电池的工作温度。当前高温质子交换膜研究中的一个重要方向就是采用具有与水相似的质子传导机制的高温质子溶剂，如咪唑类化合物等，代替水作为质子传导介质。而这类膜面临的一个重要的技术瓶颈是高温质子溶剂在膜内的固定。本课题拟采用在Nafion膜中掺杂咪唑枝接的无机纳米颗粒的方法达到在膜内固定咪唑的目的。为了使咪唑修饰的纳米颗粒能够在膜内达到纳米尺度的均匀分散，我们拟利用合成的咪唑修饰的有机硅前驱体，通过溶胶-凝胶法在Nafion溶液中原位水解制备Nafion-咪唑修饰的纳米颗粒的混合溶液，再采用重铸法制膜。通过对制备的膜的性能研究和优化设计，为高温质子交换膜的制备提供技术支持。