New proton conducting membranes with high retention of protic ionic liquids
摘要:
研究了基于离子液体(IL)1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIm-BF4)的新型质子导电膜,该膜在160 °C下的质子导电率为10−2 S cm−1(无需湿润)。发现相似初始IL负载的引入能够减少磺化聚二乙炔膜(即SPDA70-IL70)的质子导电率损失19.2%,以及IL基Nafion的质子导电率损失64.6%;此外,SPDA70-IL70在离心后能够保持超过10−3 S cm−1的质子导电率。将交联结构和高程度的磺化引入聚合物基体,显著改善了膜的热性能、离子域的分散性以及IL的保持能力,同时降低了质子导电率的损失。这些膜具有高程度的磺化,且聚合物主链中含有热可交联的二乙炔,避免了磺化聚合物和交联剂常见的低相容性缺陷。在100 °C下,复合膜在无湿润条件下用于氢/氧燃料电池时,达到了超过250 mA cm−2的功率密度,以及最大电流密度为122 mW cm−2。