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研究表明碱性阴离子交换膜燃料电池结合了传统碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池的优点:更快、更好的稳定催化剂电化学反应和在更高的pH值应用中更好的耐腐蚀性。碱性阴离子交换膜的优点已经引起了人们研究聚合物体系结构和合成方法的兴趣。 作为碱性阴离子交换膜燃料电池的关键组成部件之一，高性能的阴离子交换膜是保障碱性阴离子膜燃料电池前提，因此本论文开展了以下研究: (1)以N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinylpyrrolidone，NVP)和碘甲烷为原料，合成了一种可聚合的卤代吡咯烷酮鎓盐N-乙烯基-N-甲基碘化吡咯烷酮(CVPnI)，因含有不饱和的双键，可与其他单体发生聚合反应。将合成的CVPnI与甲基丙烯酸正丁酯(BMA)按不同的反应比例进行自由基共聚合反应，得到聚合物经过相转化法成膜后再在碱液中进行离子交换，得到了一系列新型的阴离子交换膜CVPnOH/BMA。本论文对其进行了一系列测试表征:通过TGA测试表明，该阴离子交换膜表现出较高的热稳定性，膜的初始热降解温度在285℃左右;通过测试膜的含水率(WU)、离子交换容量(IEC)及电导率表明，该氢氧型阴离子交换膜的WU、IEC和电导率均随着膜中吡咯烷酮阳离子基团含量增加而增加，因为膜的含水率和电导率受到共聚单体的水合性质的影响。膜的含水量的变化为31.25-53.12％，离子交换容量为1.10-1.54mmolg-1，30℃下膜的电导率为0.7-1.53×10-2Scm-1，随着温度的升高膜的电导率也随之增加;将该CVPnOH/BMA膜经过1-6molL-1NaOH溶液在60℃下浸泡120h后，该膜依然具有比较好的电导率。将阴离子交换膜用于制备了膜电极，用于H2/O2燃料电池中进行初步的测试，在30℃下，电池具有较高的开路电压，可达到1.056V，燃料电池的功率密度峰值为35.58mW·cm-2，是在电流密度为120mA·cm-2下测得的，测试结果表明该阴离子交换膜具有较好的应用于燃料电池中的前景。结果表明:通过对不同比例制得的阴离子交换膜进行对比考察，以反应摩尔比为1∶2.5的SampleA在同样环境条件测得的各方面性能最优。 (2)制备咪唑型阴离子交换膜膜电极(MEA)，Pt载量范围为0.4-1.8mg·cm-2的膜电极，测试结果表明开路电压较为相近，在0.952V-1.098V之间。当Pt载量为1.2mg·cm-2时，开路电压最大V=1.098V，其电压效率最高η电压=89.34％。功率密度随着Pt载量的增加而增大，相同Pt担量下，流速在800mL·min-1L·min-1时可以得到较高的最大功率密度。增湿后的电池功率密度均高于正常湿度条件下的功率密度。