纳米TiO2复合膜的制备及在燃料电池中的应用

Preparation of Nano-TiO2 Composite Membrane and its Application in Fuel Cell

摘要:

利用溶胶-凝胶法与加温、加压-流延工艺成功地制备出锐钛矿与金红石2种TiO2的质子交换复合膜。通过XRD，FTIR，EDS和AFM方法研究了复合膜晶形信息、化合键信息、元素分布、表面粗糙度，并组装了燃料电池进行了电化学测试。实验表明：TiO2掺杂全氟磺酸树脂的复合膜能在干气的操作条件下自增湿发电，电化学稳定，最高功率密度超过1W／cm^2；而且发现在复合膜中掺杂物的晶形影响燃料电池的自增湿发电性能，在70℃，0．2MPa，化学计量数为1．5的干H2／干O2操作环境下，锐钛矿型复合膜在0．55V下的电流密度接近2A／cm^2，比金红石犁复合膜增大了0.34A／cm^2，表现出了优良的自增湿电化学性能。最后讨论了TiO2／PFSA复合膜的质子传递机理。

Abstract: