【摘 要】
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质子交换膜燃料电池（PEMFC）由于其高能量转换效率,最小化污染排放等突出特点在车辆运输以及其它便携式设备应用中作为一种有前景的动力电源具有很大前景。作为PEMFC的关键组分,质子交换膜（PEM）作为反应物的分离器,提供了正极与负极之间的质子传输路径。尤其是,由于PEMFC能提高反应速率,提高铂催化剂的一氧化碳耐受力,简化水和热管理而被期望在高温下应用。然而,高温环境下由于水的蒸发使质子传导受到很
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质子交换膜燃料电池（PEMFC）由于其高能量转换效率,最小化污染排放等突出特点在车辆运输以及其它便携式设备应用中作为一种有前景的动力电源具有很大前景。作为PEMFC的关键组分,质子交换膜（PEM）作为反应物的分离器,提供了正极与负极之间的质子传输路径。尤其是,由于PEMFC能提高反应速率,提高铂催化剂的一氧化碳耐受力,简化水和热管理而被期望在高温下应用。然而,高温环境下由于水的蒸发使质子传导受到很大影响。例如,Nafion?膜作为最成功的PEM由于在高温下水蒸发而导致几乎丧失质子传导能力。因此,已经做了许多尝试来制备在100-200℃范围内使用的电解质膜。对不同聚合物和质子载体考察后得知,制备高性能膜材料作为高温质子交换膜（HTPEM）的候选材料是极其重要的。尽管磺化聚醚醚酮（SPEEK）作为一种功能聚合物已经广泛使用来制备HTPEM,SPEEK由于缺乏相互作用所以不能够直接键合磷酸（PA）。本论文引入CdTe纳米晶以及CdTe-IL纳米片,作为连接SPEEK与PA的桥梁。本论文通过调整SPEEK的磺化度、掺杂CdTe纳米粒子的质量分数、Kevlar与SPEEK的比例等优化制备了具有良好的热稳定性、化学稳定性、高质子电导率以及较强机械性能的复合膜。为了探讨CdTe纳米晶的影响,合成CdTe-tga（巯基乙酸）以及CdTe-mpa（巯基丙酸）纳米晶来制备SPEEK/CdTe、SPEEK/CdTe-IL膜。由于静电作用,CaTe纳米晶稳定分散到SPEEK/CdTe、SPEEK/CdTe-lL的SPEEK基质中,并且它们的巯基乙酸或巯基丙酸稳定剂通过分子间氢键吸附PA分子来形成SPEEK/CdTe/PA、SPEEK/CdTe-IL/PA膜。当浸泡到纯PA 中处于平衡状态时,SPEEK/CdTe-mpa/PA 膜相较于SPEEK/CdTe-tga/PA膜能掺杂更多的PA分子。对于SPEEK/CdTe-IL、Kevlar-SPEEK/CdTe体系亦如此。根据数据可知,SPEEK/CdTe/PA、SPEEK/CdTe-IL/PA、Kevlar-SPEEK/CdTe/PA膜表现出良好的电导率和可以接受的机械性能。作为一种潜在的替代材料,SPEEK（94%SD）/CdTe-mpa（10wt%）/PA膜在160℃无水条件下拥有高达6.5 × 10-2 S/cm的质子电导率。而SPEEK（94%SD）/CdTe-mpa-IL（26wt%）/PA 复合膜在 160℃ 时的电导率为 6.9 ×10-2 S/cm。
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