我所和大連化物所共同承擔(dān)的中科院創(chuàng)新方向性項目 “質(zhì)子交換膜燃料電池用含氟質(zhì)子交換膜的研制”（KJCX2-SW-202）通過專家組驗收
2005年9月13日，假座上海神力科技有限公司，由中國科學(xué)院高技術(shù)研究與發(fā)展局組織專家對我所和大連化學(xué)物理研究所承擔(dān)的中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向性項目“質(zhì)子交換膜燃料電池用含氟質(zhì)子交換膜的研制”進行了項目結(jié)題驗收。項目負責(zé)人呂龍研究員對整個項目的研究和中試進行了結(jié)題匯報，并作了“新型聚三氟苯乙烯類含氟質(zhì)子交換樹酯的中試合成工藝研究”和“成膜工藝研究和膜性能評價“的課題研究報告 ，課題負責(zé)人大連化學(xué)物理研究所張華民研究員作了“電化學(xué)性能和運行壽命實驗研究”的課題研究報告。專家組認真審閱并聽取了項目以及課題的執(zhí)行情況報告，對項目的主要考核目標和完成情況進行了綜合檢查，并現(xiàn)場考察了該項目的研究和測試平臺（質(zhì)子膜燃料電池測試系統(tǒng)）。
專家組經(jīng)過討論認為：
質(zhì)子膜燃料電池用含氟質(zhì)子交換膜是燃料電池的關(guān)鍵材料之一，其研究開發(fā)意義重大。該項目經(jīng)過四年的研究，比較好地完成了項目總體目標要求；項目組重視樹脂合成及膜和膜電極三合一組件評價技術(shù)平臺建設(shè)。在磺化樹脂的中試合成工藝研究方面，建立了20升聚合及磺化反應(yīng)裝置的中試設(shè)備，成功地開展了公斤級聚合物的中試合成工藝研究，完成了一系列關(guān)鍵的三氟苯乙烯類單體的合成，單體的收率大于80％，純度大于99％；聚合物磺化工藝反應(yīng)條件溫和、磺化度可控、磺化樹脂均勻性好，聚合和磺化反應(yīng)收率在85－90％，樹脂的重均分子量為80萬左右，數(shù)均分子量為21萬左右，熱分解溫度大于323℃。建立了質(zhì)子交換膜的單電池性能測試系統(tǒng)，解決了單一膜的三合一電極制作工藝；在質(zhì)子交換膜的成膜工藝研究方面，使用不銹鋼濕膜制備器，基本上解決了膜厚度均勻性的問題，其膜厚度在30－100μm間可調(diào)，厚度均勻性在10％以內(nèi)，膜寬度達到了40cm.完成了質(zhì)子膜燃料電池180小時不間斷運行試驗，結(jié)果表明其具有較好的電化學(xué)性能和運行穩(wěn)定性,各項性能－離子交換容量、抗拉強度、質(zhì)子電導(dǎo)、水溶脹性等均達到了項目指標要求，氣體滲透系數(shù)與Nafion膜相當(dāng)；
根據(jù)所研制的新型含氟質(zhì)子交換膜材料，開展了相應(yīng)復(fù)合膜的研制工作，并初步進行了新型含氟質(zhì)子交換膜的燃料電池性能和運行壽命試驗研究。用復(fù)合膜制備了新型的電極三合一組件，以空氣為氧化劑、氫氣為燃料，在1atm，單電池電流密度在0.6V達到800mA/cm2;以氧氣為氧化劑時，單電池電流密度在0.6V達到1A/cm2。單電池運行壽命試驗超過1000小時，性能基本保持不變；在研究過程中建立了三個研究平臺，即：項目運行平臺——以新型聚三氟苯乙烯類含氟質(zhì)子交換膜的實驗室小試工藝作為無形資產(chǎn)，與有關(guān)企業(yè)合作，組建了以含氟質(zhì)子交換膜為核心技術(shù)的上海中科同力化工材料有限責(zé)任公司，加快了相關(guān)工作進度。2）新型含氟質(zhì)子交換膜的中試合成平臺——20升全玻璃合成、聚合及磺化反應(yīng)裝置。3）膜的單電池性能測試平臺——全自動PEMFC測試系統(tǒng)；本項目已申請發(fā)明專利5項，授權(quán)2項，并形成了一支年輕的研究開發(fā)隊伍。
專家組建議項目組應(yīng)加強成膜工藝與工藝參數(shù)的研究，尤其是復(fù)合膜成膜工藝，進一步改善膜的機械強度。
科研處
