新型非氟质子交换膜材料的分子设计、合成与结构研究

质子交换膜的甲醇渗透导致燃料电池输出功率下降而成本增加，是直接甲醇燃料电池获得广泛应用的瓶颈问题之一。本课题以研究一种新型非氟质子交换膜为主线，拟利用原子转移自由基聚合（ATRP）方法，进行分子结构设计、合成结构可控的功能性三嵌段聚苯并咪唑等聚合物材料；研究相关基团组装体系的组成、种类等对聚合物材料性能的影响和聚合工艺对聚合物分子量和分子量分布的影响；从分子水平研究质子交换膜的传质机理，揭示微观过程，找出膜结构与电池性能的有效裁剪规律，提出这种新型耐甲醇渗透膜材料的渗透机理，建立电化学传质模型。通过对聚合物分子结构-性能与燃料电池输出性能的构-性关系的深入研究，了解耐甲醇渗透质子交换膜分子结构的设计关键，开发出具有可控结构、功能的质子交换膜，为拓展直接甲醇燃料电池用质子交换膜的种类打下坚实的理论基础。