專利名稱：：質(zhì)子交換膜、質(zhì)子交換膜燃料電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及質(zhì)子交換膜燃料電池，尤其是對質(zhì)子交換膜的改進(jìn)，屬于燃料電池領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：燃料電池是一種將燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)的方式直接轉(zhuǎn)化為電能的高效發(fā)電裝置，具有能量轉(zhuǎn)化效率高、清潔、無噪音、高能量密度和高功率密度等特點(diǎn)。與其它類型的燃料電池相比，質(zhì)子交換膜燃料電池(簡稱PEMFC)工作溫度最低，比能量最高，啟動最快，壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，因此是電動汽車和其它需動力源的環(huán)保設(shè)備最理想的候選電源，具有廣闊的應(yīng)用前景。質(zhì)子交換膜是PEMFC的核心部件之一，其性能好壞直接影響電池的整體性能，而且對降低電池成本，減小電池內(nèi)阻以及提高能量轉(zhuǎn)化效率等均至關(guān)重要，質(zhì)子交換膜不僅用于傳導(dǎo)質(zhì)子和阻隔燃料、氧化劑，還是催化劑的支撐體。為保證燃料電池正常運(yùn)行，質(zhì)子交換膜應(yīng)具備優(yōu)異的化學(xué)、熱力學(xué)穩(wěn)定性和良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性，同時，膜表面與催化劑適配性要好，能有效阻止氣體擴(kuò)散，阻隔氧化劑與燃料接觸等。對于直接甲醇燃料電池(簡稱DMFC)，質(zhì)子交換膜還應(yīng)具有阻止甲醇滲透，確保電池輸出性能等特點(diǎn)。目前，無論是H2/02PEMFC還是DMFC使用的質(zhì)子交換膜普遍采用美國杜邦(DuPont)公司生產(chǎn)的Nafion系列的全氟磺酸膜，盡管Nafion系列的全氟磺酸膜具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、質(zhì)子電導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)，但在高溫條件下由于失水電導(dǎo)率會顯著下降，而且其甲醇滲透率高，造成燃料的浪費(fèi)，降低了燃料電池的工作性能。另外，由于其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高，如Nafion全氟磺酸膜售價高達(dá)$700/1112。極大地阻礙了PEMFC的商業(yè)化過程，尤其是限制了DMFC的應(yīng)用。制約DMFC發(fā)展的瓶頸在于研發(fā)具有高質(zhì)子電導(dǎo)率、高阻醇性能的質(zhì)子交換膜。目前PVA膜主要用于有機(jī)溶劑脫水的滲透蒸發(fā)優(yōu)先透水膜材料。由于PVA本身不具有質(zhì)子傳導(dǎo)能力，將其用于質(zhì)子交換膜的研究主要集中于利用其優(yōu)異的阻醇性能與其他具有質(zhì)子傳導(dǎo)能力的高聚物材料或無機(jī)材料混合制膜，如PVA/Nafion、PVA/PSSA、PVA/PSSA-MA、PVA/PAMPS、PVA/PAA/Si02等復(fù)合或雜化膜。這些膜的甲醇滲透系數(shù)與Nafion膜相比雖有一定的程度的降低，但質(zhì)子電導(dǎo)率仍然偏低。而現(xiàn)有質(zhì)子交換膜內(nèi)部均是通過微相分離形成質(zhì)子傳輸通道，由于膜內(nèi)通過微相分離形成的離子簇是無規(guī)則分布的，這種無序結(jié)構(gòu)難以形成連續(xù)有效的質(zhì)子傳輸通道，見圖l。如JinliQiao等在Chem.Mater.(2005，17，2413-2421)公開了以PVA與PAMPS為主要原料制備的質(zhì)子交換膜，該質(zhì)子交換膜為無定形結(jié)構(gòu)的。J皿Gao等在Macromolecules(2006，39，8060-8066)公開了丙烯酸丁酯和苯乙烯磺酸鈉為單體制備而得的質(zhì)子交換膜，該質(zhì)子交換膜形成的是不同于以往的無定形離子簇形式，而是由表面負(fù)載有磺酸基團(tuán)的膠體粒子堆砌而成。作者提出了這種結(jié)構(gòu)模型，討論了膜的質(zhì)子電導(dǎo)率和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，得出了這種有序結(jié)構(gòu)有利于在離子交換容量較小的情況下獲得高的質(zhì)子電導(dǎo)率。丙烯酸丁脂(BA)鏈段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)較低，文獻(xiàn)中加入丙烯酸丁脂使球形粒子具有合適的成膜溫度;高于成膜溫度時，球形粒子熔融，粒子間的鏈段相互纏結(jié)從而成膜。但是膜僅僅通過粒子之間的鏈發(fā)生物理連接形式，機(jī)械強(qiáng)度差，無法控制溶脹度，甚至在測試過程就會發(fā)生溶解，(詳見文獻(xiàn)8061頁第47行和8063頁第8行)不具有實(shí)用價值。要使膜具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，要求粒子之間的鏈段高度纏結(jié)，這樣肯定會破壞球形粒子的結(jié)構(gòu)(從本文附圖TEM圖C中即可看出球形粒子間已發(fā)生融合)。加入交聯(lián)單體N，N-亞甲基雙丙烯酰胺雖然可以保持球形粒子的剛性，但與成膜性之間的矛盾難于解決。目前尚無能夠明顯提高阻醇性能，成本又低，電導(dǎo)率符合標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)子交換膜。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)為有序結(jié)構(gòu)的質(zhì)子交換膜，可以明顯提高質(zhì)子交換膜的阻醇性能，且成本低。本發(fā)明質(zhì)子交換膜是含有下述重量配比的組分制備而成聚乙烯醇1份、丙烯腈28份、不飽和有機(jī)酸或其鹽O.053份、引發(fā)劑0.0060.2份。最終形成了以粒徑30500nm左右的膠體粒子相互交聯(lián)而成的質(zhì)子交換膜，其中所述交聯(lián)為高分子鏈之間形成新的鍵，使之成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子的反應(yīng)。本發(fā)明質(zhì)子交換膜的形成屬于化學(xué)交聯(lián)中具有反應(yīng)性官能團(tuán)的交聯(lián)劑和反應(yīng)性官能團(tuán)的高分子反應(yīng)交聯(lián)。而J皿Gao等中的質(zhì)子交換膜的膠體粒子之間并未形成新的化學(xué)鍵，僅是物理纏結(jié)形成。發(fā)明人制備這種具有"有序"部結(jié)構(gòu)的質(zhì)子交換膜，是以聚乙烯醇、丙烯腈以及不飽和有機(jī)酸類物質(zhì)為主要原料，加入引發(fā)劑以及交聯(lián)劑等物質(zhì)在水介質(zhì)中合成了表面負(fù)載有酸根基團(tuán)的有機(jī)酸類聚合物膠體乳液，經(jīng)成膜和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化處理后得到膠體粒子堆砌構(gòu)筑而成的聚合物膜。成膜后利用膠體粒子間界面實(shí)現(xiàn)質(zhì)子傳輸通道的貫通連續(xù)性，同時采用阻醇性能好的丙烯腈和聚乙烯醇作為成膜主體，并經(jīng)過交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化處理來控制膜的溶脹度和機(jī)械穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)降低甲醇滲透率的目的。克服了現(xiàn)有質(zhì)子交換膜為保證其高的質(zhì)子電導(dǎo)率膜內(nèi)必須含有較高濃度的傳遞質(zhì)子的功能基團(tuán)，從而使其阻醇性能顯著下降的缺點(diǎn)。本發(fā)明質(zhì)子交換膜具有較高的質(zhì)子電導(dǎo)率和優(yōu)異的阻醇性能，穩(wěn)定性高，且使用的原材料低廉，制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，可滿足質(zhì)子交換膜燃料電池商品化的需求，適合PEMFC，尤其是DMFC使用，應(yīng)用前景廣泛。圖lNafion質(zhì)子交換膜的微結(jié)構(gòu)示意圖圖2本發(fā)明質(zhì)子交換膜的微結(jié)構(gòu)示意圖圖3本發(fā)明質(zhì)子交換膜的掃描電鏡圖具體實(shí)施例方式本發(fā)明質(zhì)子交換膜是由粒徑30500nm的膠體粒子交聯(lián)而成(見圖2、圖3)。制備這種具有"有序"內(nèi)部結(jié)構(gòu)的質(zhì)子交換膜可以采用聚乙烯醇、丙烯腈與不飽和有機(jī)酸類物質(zhì)為主要原料，加入引發(fā)劑以及交聯(lián)劑等物質(zhì)制備而得。由于質(zhì)子在膠體粒子界面之間實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)，提高了質(zhì)子交換膜的電導(dǎo)率。不飽和有機(jī)酸或其鹽可以采用丙烯酸類衍生物單體、不飽和磺酸或其鹽中任意一種或多種。其中，丙烯酸類衍生物單體為丙烯酸、丙烯酸鈉、丙烯酸鉀、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸鈉、甲基丙烯酸鉀、丙烯腈、丙烯酰胺中的至少一種；不飽和磺酸或其鹽為烯基磺酸、烯基磺酸鈉、烯基磺酸鉀中的至少一種。引發(fā)劑可以采用有機(jī)過氧化類引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑或水溶性引發(fā)劑至少一種。交聯(lián)劑可以采用馬來酸、戊二醛、雙丙烯酰胺、硼酸、硼砂中的至少一種。質(zhì)子交換膜采用丙烯酸類衍生物單體為原料時，它是含有下述重量配比的組分制備而成聚乙烯醇1份、丙烯腈28份、丙烯酸衍生物單體0.053份、引發(fā)劑0.0060.2份；還可以加入交聯(lián)劑O.0011份。其制備方法之一，它包括如下步驟A、按重量配比稱取組分聚乙烯醇1份、丙烯腈28份，丙烯酸衍生物單體O.053份、引發(fā)劑O.0060.2份；B、將聚乙烯醇加熱溶解在水中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫骄蝗芤?，濃度?15Wt呢；C、在步驟B制備而得的聚乙烯醇溶液中加入丙烯酸衍生物單體和引發(fā)劑，制備得水性聚合物膠體乳液；D、將步驟C制備而得的水性聚合物膠體乳液澆鑄到水平板上刮膜，干燥后剝離，即得；其中，干燥溫度為40-140。C。若原料使用交聯(lián)劑，則在步驟D中，可以將步驟C制備而得的水性聚合物膠體乳液加入交聯(lián)劑0.0011份后，澆鑄到水平板上刮膜，干燥后剝離，即得本發(fā)明質(zhì)子交換膜；或?qū)⒉襟ED制備所得的膜放入交聯(lián)劑溶液交聯(lián)反應(yīng)后，取出，即得本發(fā)明交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的質(zhì)子交換膜。如果采用的丙烯酸衍生物單體為鹽的形式，則再將步驟D制備所得的膜放入交聯(lián)劑溶液交聯(lián)反應(yīng)后，取出，還要將該膜在硫酸或鹽酸溶液中浸泡交換成H型質(zhì)子交換膜。但是需要注意的是交聯(lián)劑中的雙丙烯酰胺為雙官能團(tuán)單體，可以在膠體乳液合成過程中加入，其在膠體粒子內(nèi)部起到一定的交聯(lián)作用，而在成膜后就不具備交聯(lián)作用，若要使用需要控制加入的時間。質(zhì)子交換膜采用不飽和磺酸或其鹽、丙烯酸衍生物單體為原料時，它是含有下述重量配比的組分制備而成聚乙烯醇1份、丙烯腈28份、不飽和磺酸或其鹽O.053份、丙烯酸衍生物單體02份、引發(fā)劑O.0060.2份。制備方法同上。使用丙烯酸衍生物單體為原料，不加入交聯(lián)劑也能使質(zhì)子交換膜形成有序的交聯(lián)膠體粒子，但是加入交聯(lián)劑可以提高質(zhì)子交換膜的交聯(lián)程度，有利于膜穩(wěn)定性的提高。本發(fā)明質(zhì)子交換膜采用的原料做如下說明聚乙烯醇(PVA)包括處理后的PVA，如磷酸或硫酸化的PVA，環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷接枝后的PVA，PVA在反應(yīng)時起到分散單體的作用，同時在成膜交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化過程中PVA還可提供部分交聯(lián)點(diǎn)，使膜具有韌性和較高的機(jī)械強(qiáng)度。PVA溶液的濃度為415Wt呢。丙烯酸類衍生物單體包括丙烯酸類單體或丙烯酸類單體的鹽，或其它任何可提供質(zhì)子或潛在能成為質(zhì)子源的單體，如丙烯酸、丙烯酸鈉、丙烯酸鉀、甲基丙烯酸、甲基丙烯鈉、甲基丙烯酸鉀、丙烯酰胺等。引發(fā)劑根據(jù)單體的不同可分別選擇相應(yīng)的油溶性引發(fā)劑(如有機(jī)過氧化類引發(fā)劑和偶氮類引發(fā)劑)或水溶性引發(fā)劑(如過硫酸鹽類引發(fā)劑)。引發(fā)劑的加入方式根據(jù)單體體系的不同可分別相應(yīng)的選擇與單體一起滴加或一次性加入。引發(fā)劑的用量為丙烯腈和不飽和有機(jī)酸或其鹽總量的O.32.0Wt%。在本發(fā)明質(zhì)子交換膜中，還可以加入增塑劑以提高膠體乳液的成膜性，但不是必需的成分。如乙二醇、丙二醇、二甲基亞砜、磷酸三乙酯等中的一種或多種，加入量與膠體乳液總固量的質(zhì)量比為02比1。交聯(lián)劑為馬來酸、戊二醛、雙丙烯酰胺、硼酸、硼砂等，加入量為聚乙烯醇總量的0-10Wt%，如不加交聯(lián)劑時，膠體粒子表面所帶的部分基團(tuán)可與PVA的羥基(-OH)經(jīng)過熱處理脫水縮合產(chǎn)生交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化。本發(fā)明質(zhì)子交換膜可以應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池，使用該質(zhì)子交換膜，可提高電池的電導(dǎo)率，提高阻醇性能，且使用的原材料低廉，制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，可滿足質(zhì)子交換膜燃料電池商品化的需求，適合PEMFC，尤其是DMFC使用。顯然，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。以下通過實(shí)施例的形式，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1制備方法先將6.0g聚乙烯醇充分溶解在115.0ml水中，通N2除氧后緩慢滴加38.Oml丙烯腈(AN)和10.0ml丙烯酸(AA)的混合溶液，0.3g過氧化苯甲酰(BPO)溶解于45.Oml磷酸三乙酯(TEP)中在反應(yīng)過程中分多次加入。7(TC反應(yīng)，共聚得到乳白色懸浮膠體乳液，將此乳液澆鑄在水平玻璃板上刮膜，然后放入真空烘箱中，12(TC高溫處理8h，得到略帶黃色具有韌性的質(zhì)子交換膜。所得膜的厚度為100ym，采用兩電極法使用電導(dǎo)率儀測量該膜在lmol/LH2S04溶液中的電導(dǎo)率為1.69X10—3S/cm，相同測試條件下Nafionll7膜的電導(dǎo)率為2.32X10—3S/cm，說明本發(fā)明質(zhì)子交換膜電導(dǎo)率符合商用要求。采用滲透擴(kuò)散池法測量該膜的甲醇滲透系數(shù)為4.6X10—8cm2/s，相同測試條件下Nafionll7膜的甲醇滲透系數(shù)為1.2X10—6cm2/s(該系數(shù)越大說明越易滲透)，說明本發(fā)明質(zhì)子交換膜具有優(yōu)異的阻醇性能。實(shí)施例2原料及制備方法同實(shí)施例l，其不同之處在于乳液澆鑄成膜前在攪拌條件下加入2.0ml50。/。戊二醛溶液和少量濃硫酸，然后再澆鑄成膜，熱處理溫度為5(TC，交聯(lián)反應(yīng)4h得到厚度為IOOym左右的質(zhì)子交換膜。測得該膜的甲醇滲透系數(shù)為l.5X10—8cm2/s。實(shí)施例3120ml5。/。的PVA溶液在7(TC條件下通N2除氧后緩慢滴加50.OmlAN和IO.OmlAA的混合溶液，0.3克BP0溶于45mlTEP中分多次加入，共聚得到均一乳液，將此乳液澆鑄在水平玻璃板上刮膜，然后放入烘箱12(TC熱處理5h，取出從玻璃板上剝離得到質(zhì)子交換膜。測得該膜的甲醇滲透系數(shù)為5.7X10—8cm2/s。將完全潤濕的膜夾于兩不銹鋼電極之間，采用交流阻抗法測得該膜的電導(dǎo)率為3.8X10—3S/cm，相同測試條件下Nafionll7膜的電導(dǎo)率為7.8X10—3S/cm。該膜的抗張強(qiáng)度為41.2Mpa，90°C時該膜在純水中的溶脹度為5.0%，說明該膜具有較好的三維尺寸穩(wěn)定性。實(shí)施例410.OgPVA溶于130ml水中，然后加入34.OmlAN和7.lmlAA混合溶液體積的2/3，60。C通N2除氧后開始分別緩慢滴加溶有0.4g過硫酸銨(APS)的20.0g25。/。乙烯基磺酸鈉(SVS)水溶液和剩余1/3AN和AA的混合溶液。共聚反應(yīng)得到均一膠體乳液。將此乳液澆鑄在水平玻璃板上刮膜，然后放入烘箱12(TC熱處理5h，取出從玻璃板上剝離，在1腿2S04溶液中交換24h得到H型質(zhì)子交換膜。測得該膜的甲醇滲透系數(shù)為8.5X10—8cm2/s。將完全潤濕的膜夾于兩不銹鋼電極之間，采用交流阻抗法測得該膜的電導(dǎo)率為4.7X10—3S/cm。實(shí)施例5本實(shí)施例的制備方法同4，其不同之處在于乳液澆鑄成膜前在攪拌條件下加入2.0ml50%戊二醛溶液和少量濃硫酸，然后再澆鑄成膜，熱處理溫度為5(TC交聯(lián)反應(yīng)4h，取出在l腿2S04溶液中交換24h得到H型質(zhì)子交換膜。該膜的甲醇滲透系數(shù)為l.8X10—8cm2/s。將完全潤濕的膜夾于兩不銹鋼電極之間，采用交流阻抗法測得該膜的電導(dǎo)率為3.6X10—3S/cm。實(shí)施例610.0gPVA溶于130ml水中，然后加入5.OmlAN，60。C通N2除氧后加入溶有0.4g過硫酸銨(APS)的20.0g25。/。乙烯基磺酸鈉(SVS)水溶液體積的1/2，然后緩慢滴加40mlAN，剩余1/2體積的APS和SVS水溶液在AN滴加過程中分三次加入。共聚反應(yīng)得到均一膠體乳液。將此乳液澆鑄在水平玻璃板上刮膜，烘干后剝離，放入交聯(lián)液(5Wt.。/。戊二醛，0.20.5vol.。/。HCl的丙酮溶液)中交聯(lián)反應(yīng)4h后取出，在l腿2S04溶液中交換24h得到H型質(zhì)子交換膜。該膜甲醇滲透系數(shù)為5.4X10—8cm2/s。將完全潤濕的膜夾于兩不銹鋼電極之間，采用交流阻抗法測得該膜的電導(dǎo)率為6.5X10—3S/cm。實(shí)施例7本實(shí)施例的制備方法同6，其不同之處在于將原料20.0g25。/。乙烯基磺酸鈉(SVS)換成8.0g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，在交聯(lián)反應(yīng)后不需要進(jìn)行酸交換直接得到H型質(zhì)子交換膜。該膜的甲醇滲透系數(shù)為7.2X10—8cm2/s。將完全潤濕的膜夾于兩不銹鋼電極之間，采用交流阻抗法測得該膜的電導(dǎo)率為8.9X10—3S/cm。表l不同實(shí)施例2-7制備的膜的性能參數(shù)與Nafion膜性能參數(shù)的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例l采用的是兩電極法測定的電導(dǎo)率，實(shí)施例2-7采用的是交流阻抗法測定電導(dǎo)率。根據(jù)實(shí)施例l-7與Nafionll7膜相比，電導(dǎo)率達(dá)到商用要求，而在阻醇性能方面明顯高于Nafionll7膜，相差兩個數(shù)量級；而且也沒有
背景技術(shù)：
中JunGao等在Macromolecules(2006，39，8060-8066)所公開的質(zhì)子交換膜存在的"機(jī)械強(qiáng)度差，無法控制溶脹度，甚至在測試過程就會發(fā)生溶解"的缺陷。本發(fā)明質(zhì)子交換膜具有較高的質(zhì)子電導(dǎo)率和優(yōu)異的阻醇性能，穩(wěn)定性高，且使用的原材料低廉，制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，可滿足質(zhì)子交換膜燃料電池商品化的需求，適合PEMFC，尤其適于DMFC的使用。本發(fā)明技術(shù)方案簡單易行，現(xiàn)場工藝流程方便，可行性強(qiáng)，應(yīng)用前景廣泛-權(quán)利要求1.質(zhì)子交換膜，其特征在于，它是由含有下述重量配比的組分制備而成聚乙烯醇1份、丙烯腈2～8份、不飽和有機(jī)酸或其鹽0.05～3份、引發(fā)劑0.006～0.2份2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的質(zhì)子交換膜，其特征在于，所述的不飽和有機(jī)酸或其鹽為丙烯酸類衍生物單體、不飽和磺酸或其鹽中的一種或多種；所述的引發(fā)劑為有機(jī)過氧化類引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑或水溶性引發(fā)劑至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的質(zhì)子交換膜，其特征在于，所述的丙烯酸類衍生物單體為丙烯酸、丙烯酸鈉、丙烯酸鉀、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸鈉、甲基丙烯酸鉀、丙烯酰胺中的至少一種；所述的不飽和磺酸或其鹽為烯基磺酸、烯基磺酸鈉、烯基磺酸鉀中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求13所任一項(xiàng)所述的質(zhì)子交換膜，其特征在于，它還含有交聯(lián)劑0.0011份。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的質(zhì)子交換膜，其特征在于，所述交聯(lián)劑為馬來酸、戊二醛、雙丙烯酰胺、硼酸、硼砂中的至少一種。6.權(quán)利要求l所述的質(zhì)子交換膜的制備方法，它包括如下步驟A、按重量配比稱取組分聚乙烯醇1份、丙烯腈28份、不飽和有機(jī)酸或其鹽O.053份、引發(fā)劑O.0060.2份；B、將聚乙烯醇溶解在水中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫骄蝗芤?，濃度?15Wt呢；C、在步驟B制備而得的聚乙烯醇溶液中加入丙烯腈、不飽和有機(jī)酸或其鹽、引發(fā)劑，制備得水性聚合物膠體乳液；D、將步驟C制備而得的水性聚合物膠體乳液澆鑄到水平板上刮膜，干燥后剝離。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的質(zhì)子交換膜的制備方法，其特征在于，在所述步驟D中，再將步驟C制備而得的水性聚合物膠體乳液加入交聯(lián)劑0.0011份后，澆鑄到水平板上刮膜，干燥后剝離，即得本發(fā)明質(zhì)子交換膜；或?qū)⒉襟ED制備所得的膜放入交聯(lián)劑溶液交聯(lián)反應(yīng)后，取出，即得本發(fā)明質(zhì)子交換膜。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的質(zhì)子交換膜的制備方法，其特征在于步驟D所述的干燥溫度為40-14(TC。9.質(zhì)子交換膜燃料電池，包括質(zhì)子交換膜，其特征在于所述質(zhì)子交換膜是權(quán)利要求15任一項(xiàng)所述的質(zhì)子交換膜。全文摘要本發(fā)明涉及質(zhì)子交換膜及燃料電池，主要涉及對質(zhì)子交換膜的改進(jìn)，屬于燃料電池領(lǐng)域。該質(zhì)子交換膜是含有下述重量配比的組分制備而成聚乙烯醇1份、丙烯腈2～8份、不飽和有機(jī)酸或其鹽0.05～3份、引發(fā)劑0.006～0.2份。本發(fā)明質(zhì)子交換膜具有較高的質(zhì)子電導(dǎo)率和優(yōu)異的阻醇性能，穩(wěn)定性高，且使用的原材料低廉，制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，可滿足質(zhì)子交換膜燃料電池商品化的需求，適合PEMFC，尤其適于DMFC的使用。文檔編號H01M8/02GK101183725SQ20071020327公開日2008年5月21日申請日期2007年12月20日優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日發(fā)明者李仁貴,潘中來,璐王,索繼栓,鄧佳閩,鄧正華,馬志剛,高建東申請人:成都中科來方能源科技有限公司