改性氧化铈掺杂的PBI膜制备及其性能研究

吉准泽; 潘高飞; 王慧萱; 曹鸿璋; 于晓丽; 王慧; 包金小

doi:10.16559/j.cnki.2095-2295.2025.03.003

内蒙古科技大学学报 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (03) : 216 -228. DOI: 10.16559/j.cnki.2095-2295.2025.03.003

改性氧化铈掺杂的PBI膜制备及其性能研究

吉准泽, 潘高飞, 王慧萱, 曹鸿璋, 于晓丽, 王慧, 包金小

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摘要

当下质子交换膜仍存在电化学性能差、酸吸附量低、酸保留能力差、力学性能差等问题。因此，采用水热法制备纳米球形氧化铈，并使用偶联剂对其进行表面改性，得到羧基改性氧化铈，最后通过溶液浇铸法与PBI进行掺杂得到复合膜。最佳掺杂复合薄膜的质子电导率为(0.048 69～0.117 81 S·cm^-1)与原始PBI(0.031 59～0.068 72 S·cm^-1)相比，在80～160℃温度范围内提高了54%～72%,140℃时的单电池性能表明，峰值功率密度达385.86 mW·cm^-2,对比纯PBI质子膜的329.75 mW·cm^-2提升17%,相较于SiO₂掺杂的PBI质子膜，峰值功率密度为320 mW·cm^-2,改性氧化铈掺杂的PBI质子膜性能提升了20%,拥有更优良的性能。