據(jù)https://fuelcellsworks.com/網(wǎng)站近日消息，德國亥姆赫茲研究中心（HZB）聯(lián)合美國3M公司近期成功開發(fā)出了一種新型質(zhì)子交換膜PFIA（Perfluoroimide acid），PFIA膜應(yīng)用于燃料電池可改善電池內(nèi)部水管理，提高電池性能。

 

     PEM是燃料電池的核心部件，主要起質(zhì)子傳導(dǎo)及阻斷膜兩側(cè)氫氣、氧氣相互滲透的作用。而目前常用的NafionTM膜僅在低溫（<90℃）高濕度條件下才能發(fā)揮出良好的性能，使用條件的限制縮小了其在燃料電池領(lǐng)域的使用范圍，為保證其正常工作所配置的外加濕系統(tǒng)也直接造成燃料電池成本的增加。

 

     據(jù)悉，HZB與3M聯(lián)合開發(fā)的PFIA膜具有機械穩(wěn)定性良好的疏水主鏈，且其每一個親水側(cè)鏈比Nafion膜多一個酸性位點，這大大增強了膜內(nèi)質(zhì)子的傳導(dǎo)及水的傳輸，即使在干燥條件下，該膜仍具備良好的質(zhì)子電導(dǎo)率，相比于目前市場上通用的Nafion膜，其具有更良好的物理化學(xué)屬性，PFIA膜可在高溫低濕度條件下使用，在電池水管理方面具有明顯優(yōu)勢。此外，PFIA膜制造成本也較Nafion膜低，預(yù)計該類型的膜將會有廣泛的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景。

 

     日前，HZB研究人員通過紅外光譜法對PFIA膜樣品在不同溫度、不同濕度條件下進行了原位檢測，發(fā)現(xiàn)在低濕度條件下NafionTM和PFIA兩種膜在水管理上存在很大差異，并基于檢測結(jié)果對低濕度條件下PFIA膜納米級水通道內(nèi)水的傳輸機理進行了解釋。

 

 

     目前，該項研究成果已以《INFRARED DYNAMCIS STUDY OF THERMALLY TREATED PERFLUOROIMIDE ACID PROTON EXCHANGE MEMBRANES》為題進行了公開發(fā)表（DOI: 10.1039/C6CP06627E）。