Preparation and Characterization of Highly Stable Ionomers and Ionomer Membranes for Medium Temperature Fuel Cells
用于中温燃料电池的高稳定性离聚物和离聚物膜的制备和表征
基本信息
- 批准号:5417392
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2004
- 资助国家:德国
- 起止时间:2003-12-31 至 2008-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this proposal a fundamental approach for highly stable fuel cell membranes and membrane-electrode assemblies is intended. As a first step, sulfonated aromatic monomers and model compounds additionally modified with different electron-withdrawing and therefore sulfonic acid-stabilizing groups will be synthesized and investigated in terms of their stability using different methods like thermogravimetry (TGA)-FTIR-coupling experiment (thermal stability, identification of thermal decomposition products); electron spin resonance (ESR) (radical attack stability); cyclovoltammetry (electrochemical stability); storage in water, aqueous acid, aqueous base, aqueous oxidants (stability in these solvents, readable from the change in ion-exchange capacity after storage). In a second step, the selected monomers with the highest stabilities will be polymerised via suitable methods (nucleophilic displacement polymerisation and other polycondensations, Suzuki coupling, etc.), and also investigated in terms of their stability. As a third step, membranes of the novel polymers will be prepared. These membranes can also be additionally cross-linked via known methods to limit water-uptake. Moreover the membranes will optionally be doped with inorganic compounds to improve their water storage ability, proton conductivity at T more than 100°C, and their thermal stability. The membranes will also be characterized in terms of their thermal and (electro)chemical stability via the methods available in the labs of the project partners. As a fourth step, from the membranes showing the best thermal and (electro)chemical stabilities membrane-electrode assemblies will be prepared, also using catalysts and electrodes prepared by the respective project partners, and will be characterized and tested in both PEFC and DMFC. One important aspect of the project is the investigation of the electrodeelectrolyte interface and the function and properties of the polymeric ionomers at this interface. The goal of these investigations is to enable a more rational improvement of the electrode, in particular electrodes with poly-arylene-based ionomer components from the ICVT. Different new strategies to obtain insight into the processes of the catalytically active layer of the polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) are to be developed.
在该提案中,旨在提供高度稳定的燃料电池膜和膜电极组件的基本方法,作为第一步,将合成并研究用不同的吸电子性和磺酸稳定基团进行额外修饰的磺化芳香族单体和模型化合物。使用热重分析 (TGA)-FTIR-耦合实验(热稳定性、热分解产物的鉴定)等不同方法来评估其稳定性; (ESR)(自由基攻击稳定性);循环伏安法(电化学稳定性);在水、酸水溶液、碱水溶液、氧化剂水溶液中的储存(在这些溶剂中的稳定性,可从储存后离子交换容量的变化读取)。 ,选择具有最高稳定性的单体将通过合适的方法(亲核置换聚合和其他缩聚,Suzuki偶联等)进行聚合,并进行了研究作为第三步,还可以通过已知的方法另外制备这些膜以限制吸水性,此外,膜可以任选地掺杂有无机化合物以改善。其储水能力、T 超过 100°C 时的质子电导率以及热稳定性也将通过项目合作伙伴实验室提供的方法进行表征。第四步,将使用表现出最佳热稳定性和(电)化学稳定性的膜制备膜电极组件,同样使用各自项目合作伙伴制备的催化剂和电极,并将在 PEFC 和 DMFC 中进行表征和测试。该项目的一个重要方面是研究电极电解质界面以及该界面上聚合物离聚物的功能和性能,这些研究的目标是能够更合理地改进电极,特别是具有电解质的电极。正在开发来自 ICVT 的聚亚芳基离聚物组件,以深入了解聚合物电解质燃料电池 (PEFC) 催化活性层的过程。
项目成果
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专著数量(0)
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