豐田汽車在日前召開的“第13屆燃料電池研討會”上，就一項旨在盡量避免使用石油原料的基礎(chǔ)研究，也就是指在圓筒玻璃管中嵌入質(zhì)子傳導(dǎo)基和觸媒的純玻璃MEA的性能測試做了匯報。
利用純玻璃MEA所做的發(fā)電試驗結(jié)果，單元溫度為80℃時的功率密度為24mW/cm2，性能低于過去使用固體高分子膜的MEA。試驗條件是在單元內(nèi)容吹送相對濕度為100％的氫氣，在單元外側(cè)吹送相對溫度為100％的空氣。
作為玻璃MEA的電解質(zhì)膜，首先制作了直徑1mm、內(nèi)徑0.6mm，平均細孔徑為4nm的圓筒形多孔質(zhì)玻璃管。由于無機類電解質(zhì)硬而且脆，難以做成薄膜，因此就采用了圓筒形狀。假如是平板，厚度能夠達到0.5～1mm左右，但通過制成圓筒，從薄度上可以達到直徑1mm，厚0.2mm。為了使玻璃管產(chǎn)生質(zhì)子傳導(dǎo)性，將其浸入含有硫醇基的有機硅化合物溶液中，在100℃的環(huán)境中加熱20個小時，在玻璃管的細孔表面導(dǎo)入官能團。然后利用氧化劑進行處理，使官能團變成具有質(zhì)子傳導(dǎo)特性的磺基。
所使用的觸媒膏是在酒精溶液中對含有硫醇基的有機硅化合物和烷氧基硅烷進行水解得到的硅石類前體溶液中分散了鉑載碳。先將這種觸媒膏涂布在圓筒形玻璃電解質(zhì)的內(nèi)外兩面，然后在100℃的環(huán)境下進行干燥，之后在玻璃管內(nèi)部插入金線上纏有金箔的電極，再在外側(cè)作為電極纏上金線。，為了使觸媒中的SH基轉(zhuǎn)換成SO3基，利用氧化劑進行處理后，即可制作出純玻璃MEA。
豐田汽車還制作了作為電解質(zhì)在圓筒形多孔質(zhì)玻璃管中導(dǎo)入氟類固體高分子膜“Nafion”（美國杜邦）的MEA，并對其特性與純玻璃制MEA進行了比較。結(jié)果顯示，使用Nafion的MEA的功率密度高達159mW/cm2，而純玻璃MEA只有24mW/cm2。使用Nafion的MEA盡管離子傳導(dǎo)率和利用過去的Nafion膜制作的MEA相同，但純玻璃MEA的離子傳導(dǎo)率卻比它低一位數(shù)。
該公司表示，今后準備通過改進電解質(zhì)和電極，提高純玻璃MEA的特性。
來源：電子工程專輯
利用純玻璃MEA所做的發(fā)電試驗結(jié)果，單元溫度為80℃時的功率密度為24mW/cm2，性能低于過去使用固體高分子膜的MEA。試驗條件是在單元內(nèi)容吹送相對濕度為100％的氫氣，在單元外側(cè)吹送相對溫度為100％的空氣。
作為玻璃MEA的電解質(zhì)膜，首先制作了直徑1mm、內(nèi)徑0.6mm，平均細孔徑為4nm的圓筒形多孔質(zhì)玻璃管。由于無機類電解質(zhì)硬而且脆，難以做成薄膜，因此就采用了圓筒形狀。假如是平板，厚度能夠達到0.5～1mm左右，但通過制成圓筒，從薄度上可以達到直徑1mm，厚0.2mm。為了使玻璃管產(chǎn)生質(zhì)子傳導(dǎo)性，將其浸入含有硫醇基的有機硅化合物溶液中，在100℃的環(huán)境中加熱20個小時，在玻璃管的細孔表面導(dǎo)入官能團。然后利用氧化劑進行處理，使官能團變成具有質(zhì)子傳導(dǎo)特性的磺基。
所使用的觸媒膏是在酒精溶液中對含有硫醇基的有機硅化合物和烷氧基硅烷進行水解得到的硅石類前體溶液中分散了鉑載碳。先將這種觸媒膏涂布在圓筒形玻璃電解質(zhì)的內(nèi)外兩面，然后在100℃的環(huán)境下進行干燥，之后在玻璃管內(nèi)部插入金線上纏有金箔的電極，再在外側(cè)作為電極纏上金線。，為了使觸媒中的SH基轉(zhuǎn)換成SO3基，利用氧化劑進行處理后，即可制作出純玻璃MEA。
豐田汽車還制作了作為電解質(zhì)在圓筒形多孔質(zhì)玻璃管中導(dǎo)入氟類固體高分子膜“Nafion”（美國杜邦）的MEA，并對其特性與純玻璃制MEA進行了比較。結(jié)果顯示，使用Nafion的MEA的功率密度高達159mW/cm2，而純玻璃MEA只有24mW/cm2。使用Nafion的MEA盡管離子傳導(dǎo)率和利用過去的Nafion膜制作的MEA相同，但純玻璃MEA的離子傳導(dǎo)率卻比它低一位數(shù)。
該公司表示，今后準備通過改進電解質(zhì)和電極，提高純玻璃MEA的特性。
來源：電子工程專輯