韩国科学家开发新型双聚合物膜 提高氢燃料电池性能

阴离子交换膜燃料电池（AEMFC）通过膜传输阴离子，将化学能转化为电能。这种电池因具有成本低、相对环保等优点而备受关注，但也存在若干缺点，如离子导电率低、膜化学稳定性差，以及总体性能不高。据外媒报道，韩国科学家开发了一种薄且耐用的新型薄膜，以解决上述问题。

（图片来源：仁川国立大学）

为了制备这种薄膜，科学家们采用一种新方法，在不使用交联剂的情况下，将两种商用聚合物的化学键结合在一起，即聚2,6-二甲基-1,4-苯醚（poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide，PPO）和苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene,SEBS)。

研究负责人、仁川国立大学（Incheon National University）的Tae-Hyun Kim教授表示：“之前的研究做过类似尝试，以联氨为交联剂，通过交联PPO和SEBS来制备阴离子交换膜(AEM)。虽然AEM表现出极好的机械稳定性，但使用联氨可能导致发生不同的反应，而不是PPO和SEBS之间的反应，难以控制膜性能。在本项研究中，我们在没有使用任何交联剂的情况下，将PPO和SEBS交联起来。”同时，研究团队在PPO中添加一种名为三氮唑的化合物，以增加膜的离子导电性。

用这种方法制备的薄膜厚度可达10μm，即使在95%的室内湿度下，也具有优异的机械强度、化学稳定性和导电性。总的来说，该膜和相应燃料电池的整体性能很高。测试发现，在60°C下，该燃料电池可以稳定工作300小时，最大功率密度超过现有商用AEM，可与领先AEM相媲美。

新型AEM具有良好的发展前景。Kim教授表示：“我们开发的聚合物电解质膜不仅可以用于燃料电池，还可以应用于生产氢气的水电解技术。对于发展氢经济来说，这项研究将起到重要作用。”