聚苯咪唑薄膜與磺酸化咪唑/聚苯咪唑薄膜於高溫型質子交換膜燃料電池性能研究

Translated title of the thesis: Performance Study of Polybenzimidazole Membranes and 1H-imidazole-4-sulfonic acid /Polybenzimidazole Hybrid Membranes for High Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cells
  • 程 伯揚

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本論文利用3 3’-diaminobenzidine和2 2-bis (4-carboxyphenyl)-hexaflouopropane兩種單體合成出含氟基團，不同於商用並可溶於有機溶劑的聚苯咪唑(Polybenzimidazole，PBI)與磺酸化有機分子1H-imidazole-4-sulfonic acid (ImSA)。在成膜過程中添加ImSA分子與PBI混摻，製備了一系列的pristine PBI薄膜與ImSA-PBI複合薄膜。期望添加ImSA分子能提升薄膜的質子導電度。一系列薄膜性質測試探討pristine PBI薄膜與ImSA-PBI複合薄膜是否適用於高溫型質子交換膜燃料電池。ImSA的添加使薄膜熱性質、抗化性與機械強度略有下降，卻提升了磷酸摻雜量與質子導電度，在170 oC時有質子導電度達0 28 S/cm。 將pristine PBI薄膜與ImSA-PBI複合薄膜製作成膜電極進行單電池效能與長時間測試，在負載0 2 A/cm2電流時Pristine PBI薄膜的最大?率密度可達540 mW/cm2，ImSA-PBI複合薄膜最大?率密度可達610 mW/cm2。經過開關測試 (160 oC下12小時負載電流後再停止操作並降回室溫12小時) 與30天穩態測試 (150 oC下負載電流操作720小時)後兩種薄膜的單電池都無衰退現象，但ImSA-PBI複合薄膜較容易流失磷酸。
Date of Award2016 Aug 1
Original languageChinese
SupervisorLien-Chung Hsu (Supervisor)

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