磷钨酸—聚乙烯醇缩甲醛复合质子交换膜

质子交换膜燃料电池（PEMFC）因为其高能效和无污染等优点而被认为是最有发展前途的清洁能源之一，质子交换膜燃料电池直接将燃料和氧化剂（O₂）的化学能转化为电能，是一种新型的发电装置。

作为燃料电池的核心材料，质子交换膜起到了使质子（H⁺）选择性的从阳极传导到阴极的作用，同时它阻隔了燃料和氧化剂。质子交换膜的性能决定着燃料电池性能。

目前应用于燃料电池中的质子交换膜为全氟磺酸膜，Nafion膜的化学和机械稳定性好，质子导电性能优良，但其存在成本高和温度超过100℃时质子电导率急速下降等缺点，限制了它的商业化应用。

为了解决现有的质子交换膜生产成本高和稳定性低的问题，研究人员采用磷钨酸—聚乙烯醇缩甲醛复合质子交换膜，其制备方法如下：

1、将5克的缩合度为45%的聚乙烯醇缩甲醛溶于100克的甲醇和水的混合溶液，制得聚乙烯醇缩甲醛溶液，甲醇和水的体积比为1:9；将聚乙烯醇缩甲醛溶液加热至100℃，并搅拌10小时；

2、将上述溶液降温至40℃，向溶液中加入3.5克的钨酸钠和1.5克的质量百分比浓度为85%的浓磷酸，然后将溶液加热到100℃，并搅拌5小时，再自然冷却，得到浇注溶液；

3、浇注溶液浇注在玻璃板上，并控制浇注在玻璃板上的膜厚度为200微米，真空烘干24h，真空烘干的温度为70℃，得到磷钨酸-聚乙烯醇缩甲醛复合质子交换膜。

聚乙烯醇缩甲醛是一种良好的成膜材料，具有较高的强度、刚度和硬度，并有良好的黏结性和化学稳定性，现将聚乙烯醇缩甲醛配置成溶液，向配置成的溶液中加入具有质子导电能力的磷钨酸或者生成磷钨酸的原料钨酸钠和浓磷酸，加入的磷钨酸或者由原料合成的磷钨酸能提高聚乙烯醇缩甲醛的质子电导率，最后制得的磷钨酸-聚乙烯醇缩甲醛复合质子交换膜具有良好的稳定性和质子电导率，制模成本低于制Nafion膜的成本，易于产业化。

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