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公开(公告)号：CN110556559A
公开(公告)日：2019-12-10
申请号：CN201910871354.6
申请日：2019-09-16
Applicant: 东北大学
IPC: H01M8/1072 , H01M8/1081 , H01M8/1067 , H01M8/1044
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种基于真空辅助絮凝技术制备具有层状结构低温质子交换膜的方法。首先配制凯夫拉纳米纤维(Kevlar)溶液，聚乙烯醇(PVA)溶液以及氧化碳纳米管(OCNTs)溶液，并依次进行抽滤，再重复1～3次抽滤操作，制备具有2～4层结构的(PVA/Kevlar/OCNTs)2-4复合膜。将其浸泡在质量分数为50～100％的磷酸(PA)水溶液中，制备(PVA/Kevlar/OCNTs)2-4/(50～100％)PA复合膜。本发明利用真空辅助絮凝技术制备的具有层状结构的复合膜，具有良好的非水质子电导率以及机械性能。其中，(PVA/Kevlar/OCNTs)2-4/85％PA复合膜在-30℃时电导率达到0.038S/cm，室温下断裂拉伸强度为5.33MPa，以期待作为非水质子交换膜电解质应用于低温质子交换膜燃料电池。
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公开(公告)号：CN109301294A
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201811178580.8
申请日：2018-10-10
Applicant: 东北大学
IPC: H01M8/1041 , H01M8/1067 , H01M8/1072
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种磷酸掺杂的三组分层层自组装聚合物复合膜的制备方法。将表面带有负电荷的玻璃基底依次浸泡在：带有正电荷的聚氨酯溶液中；带有负电荷的碲化镉纳米晶修饰的碳纳米管溶液中；带有正电荷的壳聚糖溶液中；带有负电荷的碲化镉纳米晶修饰的碳纳米管溶液中，完成1层组装，重复上述步骤再组装100-150层，制备三组分组装的多层复合膜，再浸泡在磷酸溶液中制备磷酸掺杂的多组分复合膜。本发明得到的复合膜具有层层自组装的结构，良好的无水质子电导率、良好机械性能以及稳定性等优点。重要的是，相对于两组分层层自组装，本发明采用的三组分自组装体系制备的复合膜在性质调控等方面更具有优势。
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公开(公告)号：CN109193013B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN201811067097.2
申请日：2018-09-13
Applicant: 东北大学
IPC: H01M8/1069 , H01M8/1041
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，涉及质子交换膜电解质的制备技术，具体为一种基于喷雾技术制备磷酸掺杂的凯夫拉纤维与碲化镉纳米晶复合的高温质子交换膜的方法。将碲化镉纳米晶水溶液喷雾到凯夫拉纤维二甲基亚砜溶液表面，随着水与二甲基亚砜进行溶剂交换，碲化镉纳米晶进入到凯夫拉纤维凝胶内部进行组装，再进行冷冻干燥形成Kevlar/CdTe复合膜，最后浸泡在质量分数为60～100％磷酸溶液中，制备Kevlar/CdTe/(60～100％)PA复合膜。本发明实现将碲化镉纳米晶引入到凯夫拉纤维的胶体结构中并进行冷冻干燥制备具有稳定结构以及良好质子传导能力的复合膜电解质，在燃料电池领域具有潜在应用价值。另外，本发明为利用喷雾技术制备新型复合膜提供新的研究方法和思路。
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公开(公告)号：CN109326810B
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN201811177643.8
申请日：2018-10-10
Applicant: 东北大学
IPC: H01M8/1069 , H01M8/1041 , H01M8/1018
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种利用溶液浇筑法制备磷酸掺杂的基于碲化镉纳米晶改性碳纳米管复合膜电解质的方法。利用碲化镉纳米晶修饰碳纳米管，并与疏水性离子液体进行界面组装制备复合质子传导载体，再与聚合物聚偏氟乙烯复合，利用溶液浇筑法制备PVDF‑OCNTs‑CdTe‑IL复合膜，并在密闭条件下浸泡在质量分数为60‑100wt％的磷酸溶液中，制备磷酸掺杂的复合膜，即(PVDF‑OCNTs‑CdTe‑IL)/(60‑100wt％)PA。本发明实现了基于廉价且性能稳定的聚合物聚偏氟乙烯制备高温质子交换膜的目的，制备的复合膜不仅具有良好的无水质子电导率以及稳定性，有利于降低膜电解质的价格，有利于高温质子交换膜的应用以及燃料电池的商用化，为基于碳纳米管以及修饰碳纳米管制备新型复合膜提供了新的研究方法和思路。
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公开(公告)号：CN109810435B
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN201910091742.2
申请日：2019-01-30
Applicant: 东北大学
IPC: C08L27/16 , C08K3/04 , C08J5/22 , H01M8/1051 , H01M8/1088
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种磷酸掺杂氧化石墨烯及聚偏氟乙烯复合膜的制备方法。首先以石墨为原料合成氧化石墨烯水溶液，再进行冷冻干燥制备氧化石墨烯。在N,N‑二甲基乙酰胺溶液中，将氧化石墨烯与聚偏氟乙烯混合均匀，利用溶液浇筑法制备氧化石墨烯聚偏氟乙烯复合膜，再浸泡在磷酸溶液中制备磷酸掺杂的氧化石墨烯及聚偏氟乙烯复合膜。本发明基于新型材料氧化石墨烯，其表面具有羟基、羧基等官能团，能够与磷酸形成氢键进而吸附磷酸分子，有利于提高复合膜的质子传导能力。而氧化石墨烯优异的机械强度有利于提高复合膜的韧性，磷酸掺杂氧化石墨烯及聚偏氟乙烯复合膜具有良好的质子电导率以及较好的机械性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109810435A
公开(公告)日：2019-05-28
申请号：CN201910091742.2
申请日：2019-01-30
Applicant: 东北大学
IPC: C08L27/16 , C08K3/04 , C08J5/22 , H01M8/1051 , H01M8/1088
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种磷酸掺杂氧化石墨烯及聚偏氟乙烯复合膜的制备方法。首先以石墨为原料合成氧化石墨烯水溶液，再进行冷冻干燥制备氧化石墨烯。在N,N-二甲基乙酰胺溶液中，将氧化石墨烯与聚偏氟乙烯混合均匀，利用溶液浇筑法制备氧化石墨烯聚偏氟乙烯复合膜，再浸泡在磷酸溶液中制备磷酸掺杂的氧化石墨烯及聚偏氟乙烯复合膜。本发明基于新型材料氧化石墨烯，其表面具有羟基、羧基等官能团，能够与磷酸形成氢键进而吸附磷酸分子，有利于提高复合膜的质子传导能力。而氧化石墨烯优异的机械强度有利于提高复合膜的韧性，磷酸掺杂氧化石墨烯及聚偏氟乙烯复合膜具有良好的质子电导率以及较好的机械性能。
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公开(公告)号：CN109193013A
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201811067097.2
申请日：2018-09-13
Applicant: 东北大学
IPC: H01M8/1069 , H01M8/1041
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，涉及质子交换膜电解质的制备技术，具体为一种基于喷雾技术制备磷酸掺杂的凯夫拉纤维与碲化镉纳米晶复合的高温质子交换膜的方法。将碲化镉纳米晶水溶液喷雾到凯夫拉纤维二甲基亚砜溶液表面，随着水与二甲基亚砜进行溶剂交换，碲化镉纳米晶进入到凯夫拉纤维凝胶内部进行组装，再进行冷冻干燥形成Kevlar/CdTe复合膜，最后浸泡在质量分数为60～100％磷酸溶液中，制备Kevlar/CdTe/(60～100％)PA复合膜。本发明实现将碲化镉纳米晶引入到凯夫拉纤维的胶体结构中并进行冷冻干燥制备具有稳定结构以及良好质子传导能力的复合膜电解质，在燃料电池领域具有潜在应用价值。另外，本发明为利用喷雾技术制备新型复合膜提供新的研究方法和思路。
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公开(公告)号：CN110556559B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN201910871354.6
申请日：2019-09-16
Applicant: 东北大学
IPC: H01M8/1072 , H01M8/1081 , H01M8/1067 , H01M8/1044
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种基于真空辅助絮凝技术制备具有层状结构低温质子交换膜的方法。首先配制凯夫拉纳米纤维溶液，聚乙烯醇溶液以及氧化碳纳米管溶液，并依次进行抽滤，再重复1~3次抽滤操作，制备具有2~4层结构的复合膜。将其浸泡在质量分数为50~100%的磷酸水溶液中，制备(PVA/Kevlar/OCNTs)2‑4/(50~100%)PA复合膜。本发明利用真空辅助絮凝技术制备的具有层状结构的复合膜，具有良好的非水质子电导率以及机械性能。其中，(PVA/Kevlar/OCNTs)2‑4/85%PA复合膜在‑30℃时电导率达到0.038 S/cm，室温下断裂拉伸强度为5.33MPa。
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公开(公告)号：CN109301294B
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN201811178580.8
申请日：2018-10-10
Applicant: 东北大学
IPC: H01M8/1041 , H01M8/1067 , H01M8/1072
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种磷酸掺杂的三组分层层自组装聚合物复合膜的制备方法。将表面带有负电荷的玻璃基底依次浸泡在：带有正电荷的聚氨酯溶液中；带有负电荷的碲化镉纳米晶修饰的碳纳米管溶液中；带有正电荷的壳聚糖溶液中；带有负电荷的碲化镉纳米晶修饰的碳纳米管溶液中，完成1层组装，重复上述步骤再组装100‑150层，制备三组分组装的多层复合膜，再浸泡在磷酸溶液中制备磷酸掺杂的多组分复合膜。本发明得到的复合膜具有层层自组装的结构，良好的无水质子电导率、良好机械性能以及稳定性等优点。重要的是，相对于两组分层层自组装，本发明采用的三组分自组装体系制备的复合膜在性质调控等方面更具有优势。
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公开(公告)号：CN110034320A
公开(公告)日：2019-07-19
申请号：CN201910278964.5
申请日：2019-04-09
Applicant: 东北大学
IPC: H01M8/1048 , H01M8/1069 , C03C17/42
Abstract: 本发明属于高温质子交换膜电解质制备领域，具体涉及一种利用层层自组装技术制备基于氧化石墨烯高温质子交换膜的方法。将表面带有负电荷的玻璃基底依次浸泡在：带有正电荷的聚氨酯溶液中；带有负电荷的氧化石墨烯溶液中；带有正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中；带有负电荷的氧化石墨烯溶液中，完成1层三组分自组装，然后重复上述步骤，进行100-200层自组装制备具有三组分参与自组装的多层复合膜，再浸泡于磷酸溶液中制备磷酸掺杂的层层自组装复合膜。有序的层层结构赋予其高无水质子电导率、低甲醇透过率、良好的机械性能以及稳定性等优点。相对于两组分自组装，利用三组分体系制备的复合膜在性质调控等方面更具有优势。
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