【技术实现步骤摘要】
一种直接甲醇燃料电池纳米金刚石质子交换膜的制备方法
[0001]本专利技术属于燃料电池
，具体是一种直接甲醇燃料电池纳米金刚石质子交换膜的制备方法。
技术介绍
[0002]随着经济和科学技术的发展，对能源的要求越来越多，也越来越高，特别是在能源紧缺的情况下，新能源的开发就成了必须解决的技术问题，直接甲醇燃料电池（DMFC）就是新开发的能源产品，直接甲醇燃料电池是采用甲醇为阳极燃料，氧气为阴极助燃剂，在催化剂的作用下，进行化学反应，产生电能的电化学装置（见图1）。甲醇燃料电池直接将化学能转化为电能，转化效率高；燃料为甲醇，燃烧产物为二氧化碳和水，对环境没有污染；燃料甲醇主要由煤为原材料制备而成，具有节能环保的功效；因此，直接甲醇燃料电池有非常广阔的发展前途和市场应用前景。
[0003]而质子交换膜是直接甲醇燃料电池的核心部件。目前，商业化最常用的质子交换膜是美国杜邦公司的Nafion膜（全氟磺酸膜）。但是，Nafion膜在应用到直接甲醇燃料电池中时，出现了比较严重的甲醇渗透问题，甲醇从阳极向阴极渗透，这种现象是由于甲醇的扩散和电渗共同引起的。由于甲醇的渗透导致阴极性能衰退，电池输出功率显著降低，DMFC系统使用寿命缩短，直接影响直接甲醇燃料电池的使用价值和商业价值。因此，必须研发性能良好、防止甲醇渗透的质子交换膜。
技术实现思路
[0004]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种直接甲醇燃料电池纳米金刚石质子交换膜的制备方法，可有效解决由于甲醇的渗透导致阴极性能衰...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种直接甲醇燃料电池纳米金刚石质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制作二氧化硅胶体：将纯度99.5%粒径2.8微米的二氧化硅、纯度99%的脂肪醇聚氧乙烯醚、纯度99%的枸橼酸钠、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液，按质量比80～85︰5～10︰5～7︰3～5混合并加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌0.5小时，静置1小时，成二氧化硅胶体；（2）制作二氧化硅支撑体：将二氧化硅胶体倒入不锈钢平板模具中，用刮刀铺展为均匀薄层，将平板模具放进烘干箱，100℃烘干；然后放入焙烧炉，600℃焙烧1小时，800℃焙烧1小时，在900℃保持2小时，冷却至室温，制备成二氧化硅支撑体；（3）制作纳米金刚石溶胶：将纯度99%粒径10纳米的金刚石粉末、纯度99%粒径0.7毫米的氢氧化钠、乙酰丙酮、聚乙烯醇、纯度99.6%的乙二酸，按质量比70～80︰3～5︰7～10︰7～10︰3～5加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌1小时，静置2小时，制备成纳米金刚石溶胶；（4）制备纳米金刚石质子交换膜：将纳米金刚石溶胶注入浸渍容器内，二氧化硅支撑体浸入纳米金刚石溶胶内浸渍1小时，将附有金刚石溶胶的二氧化硅支撑体放进烘干箱，100℃烘干，然后放入焙烧炉，1300℃焙烧1小时，1400℃焙烧2小时，在1500℃保持3小时，冷却至室温，制备成纳米金刚石质子交换膜。2.根据权利要求1所述的直接甲醇燃料电池纳米金刚石质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的制作二氧化硅胶体是，将纯度99.5%粒径2.8微米的二氧化硅、纯度99%的脂肪醇聚氧乙烯醚、纯度99%的枸橼酸钠、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液，按质量比80︰10︰5︰5混合并加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌0.5小时，静置1小时，成二氧化硅胶体；所述的制作纳米金刚石溶胶是，将纯度99%粒径10纳米的金刚石粉末、纯度99%粒径0.7毫米的氢氧化钠、乙酰丙酮、聚乙烯醇、纯度99.6%的乙二酸，按质量比70︰5︰10︰10︰5加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌1小时，静置2小时，制备成纳米金刚石溶胶。3.根据权利要求1所述的直接甲醇燃料电池纳米金刚石质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的制作二氧化硅胶体是，将纯度99.5%粒径2.8微米的二氧化硅、纯度99%的脂肪醇聚氧乙烯醚、纯度99%的枸橼酸钠、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液，按质量比85︰5︰7︰3混合并加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌0.5小时，静置1小时，成二氧化硅胶体；所述的制作纳米金刚石溶胶是，将纯度99%...
【专利技术属性】
技术研发人员：许智远，许武威，
申请(专利权)人：河南海力特能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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