磷酸掺杂型高温质子交换膜的研究进展与改进策略

摘要

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转化效率高、启动速度快及操作维护方便等突出优势.在120～250℃范围内运行的高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)无需依靠水进行质子传导，可以有效简化水管理系统，同时提升电极反应动力学并强化铂基电催化剂的抗中毒能力.目前，磷酸(PA)掺杂的聚苯并咪唑(PBI)膜是HT-PEMFC的首选隔膜材料，但其面临着抗氧化稳定性不佳以及PA流失等关键挑战.本文首先阐明了PA掺杂型高温质子交换膜(HT-PEM)的传输机制，并基于近十年的研究进展对此类材料进行了系统分类;然后，重点剖析了HT-PEM面临的关键技术挑战及其应对策略，并展望了未来的发展趋势.

关键词

质子交换膜 / 燃料电池 / 抗氧化稳定性 / 磷酸流失