新型PFIA膜可改善燃料电池水管理

     据https://fuelcellsworks.com/网站近日消息，德国亥姆赫兹研究中心（HZB）联合美国3M公司近期成功开发出了一种新型质子交换膜PFIA（Perfluoroimide acid），PFIA膜应用于燃料电池可改善电池内部水管理，提高电池性能。

 

     PEM是燃料电池的核心部件，主要起质子传导及阻断膜两侧氢气、氧气相互渗透的作用。而目前常用的NafionTM膜仅在低温（<90℃）高湿度条件下才能发挥出良好的性能，使用条件的限制缩小了其在燃料电池领域的使用范围，为保证其正常工作所配置的外加湿系统也直接造成燃料电池成本的增加。

 

     据悉，HZB与3M联合开发的PFIA膜具有机械稳定性良好的疏水主链，且其每一个亲水侧链比Nafion膜多一个酸性位点，这大大增强了膜内质子的传导及水的传输，即使在干燥条件下，该膜仍具备良好的质子电导率，相比于目前市场上通用的Nafion膜，其具有更良好的物理化学属性，PFIA膜可在高温低湿度条件下使用，在电池水管理方面具有明显优势。此外，PFIA膜制造成本也较Nafion膜低，预计该类型的膜将会有广泛的应用价值和广阔的应用前景。

 

     日前，HZB研究人员通过红外光谱法对PFIA膜样品在不同温度、不同湿度条件下进行了原位检测，发现在低湿度条件下NafionTM和PFIA两种膜在水管理上存在很大差异，并基于检测结果对低湿度条件下PFIA膜纳米级水通道内水的传输机理进行了解释。

 

 

     目前，该项研究成果已以《INFRARED DYNAMCIS STUDY OF THERMALLY TREATED PERFLUOROIMIDE ACID PROTON EXCHANGE MEMBRANES》为题进行了公开发表（DOI: 10.1039/C6CP06627E）。