交联含氟聚芳醚酸性电解质膜的制备与性能
- 背景介绍
燃料电池的历史始于1834年William Grove的实验。他将一组铂片放在倒置于稀硫酸中的试管里，分别通入氢气和氧气，测到一个足以分解水的电压，这就是最早的氢氧燃料电池。 Grove后来又设计了以乙烯、一氧化碳作燃料，以空气代替氧气的燃料电池。
1889年英国L. Mond和C. Langer等人把石棉网状多孔性支持物(基体)浸入稀硫酸。以粉末铂黑作催化剂，铂或金作载流体，开发了电流密度为3~3. 6 mA/cm2,电压为0. 73 V的燃料电池，并发现在恒定电流下，电压每小时下降10%，并随着电流增大而急剧下降，因而不能实用。但使用“基体”形成的这种燃料电池成为现在燃料电池的原型，具有重大意义。
1896年美国的w. w Jacques在铁筒中加入40 ~ 50℃的熔融氢氧化钾，中间插入碳阳极，吹入空气的铁筒作阴极，这样的电池10个联接构成了1.5 kW的电池群, 成功地运行了6个月。
1932年英国的F.T. Bacon用碱作电解液构成燃料电池，他用镍代替昂贵的铂作电极材料；并通过提高温度和增大体系压力来提高镍的催化活性，同时他用多孔气体扩散电极来得到气-液-固三相接触的较大的表面积。1952年获得了Bacon专利电池。
1964年，Allis-charmers公司制造了一个750 W的液态腆-氧气燃料电池作为单人水下作业舱的电源。整个六十年代美国大力发展航天技术，发现若以燃料电池作航天器的电源有许多优点，因而美国政府投入巨资，并召集众多工业界和大学的科研机构对燃料电池的动力学、电化学、电极反应催化剂等进行了大量的基础研究，并在电极制备方法，电解液维护，副产品清除以及实际电池的构造几个方面取得重大进展。
燃料电池近年来已经得到了国内外的重视，燃料电池在宇宙飞船、航天飞机及潜艇动力源方面已经得到应用，在汽车、电站、及便携式电源等民用领域成功的示范。但低成本、商业化仍然是商业化面临的瓶颈。[6]
燃料电池是一种通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能的技术，具有清洁、高效、可靠等优点，是燃料利用的最佳途径之一[7-9]。目前，燃料电池尚未广泛推行的原因之一是电解质膜价格昂贵，可占电池总成本的40%以上，并且其容易导致电极偏差、膜干涸等问题[10]。
目前，燃料电池在商业化道路上还需要解决成本、寿命等一些瓶颈问题。成本和寿命是相互联系的，同时满足两者需求是实现民用燃料电池应用所面临的主要挑战。
- 聚合物电解质膜燃料电池
聚合物电解质交换膜又称为离子交换膜，不同于一般电化学电源中的隔膜，不仅仅起着阻隔燃料和氧化剂相互渗透的作用还充当着电解质，聚合物电解质燃料电池根据其离子交换膜电荷属性的不同分为质子交换膜燃料电池(PEMFCs)和阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)[11]。
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