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          程寒松教授團隊研究燃料電池復合質子交換膜獲新進展

          發表日期:2018-01-16 16:04文章編輯:國初科技瀏覽次數: 標簽:    

                 據中國地質大學研究生院網2018年1月11日訊 日前,我校材料與化學學院可持續能源實驗室“千人計劃”程寒松教授團隊在“燃料電池質子交換膜”方向研究中取得進展,相關成果發表在國際著名期刊《Journal of Membrane Science》(T1)上。
            燃料電池是一種將化學能直接轉化成電能的裝置,具有室溫快速啟動、比能量和比功率高、水易排出和環境友好等優點備受人們關注。質子交換膜(PEM)是燃料電池的核心部件,起到隔絕燃料和提供質子傳遞通道的作用,PEM的性能優劣直接影響燃料電池的性能和使用壽命。目前最常用的PEM為Dupont公司的Nafion系列,但Nafion的全氟骨架制備過程復雜,成本高,并會對環境造成污染,Nafion膜在高溫下存在燃料滲透嚴重和質子導電性下降等缺點,所以開發性能優良的新型聚合物質子交換膜替代Nafion是當前研究的熱點。

           

          程寒松教授團隊研究燃料電池復合質子交換膜獲新進展


            該團隊制備了一種新型的基于磺化聚醚醚酮(SPEEK)和溴化聚苯醚(BPPO)的復合質子交換膜。通過BPPO的疏水特性、成膜過程中析出的BPPO顆粒和SPEEK與BPPO傅克反應形成的交聯網絡,得到了可以有效阻止甲醇穿梭的質子交換膜。用該復合膜組裝的直接甲醇燃料電池,在濃度高達20 M甲醇作為燃料情況下,仍然具有高能輸出,性能優于商業化Nafion膜組裝的電池。
            該項研究成果是在國家自然科學青年基金項目&shy;“結構自組裝”過程用于構建單離子傳導聚合物電解質隔膜多孔結構的機理及性能研究(NO. 21603197)的支持下完成的。論文第一作者為材料與化學學院2015級博士生劉旭坡,該工作是在程寒松教授和張運豐副教授共同指導下完成。劉旭坡同學2016年5月受到學校“研究生國際合作交流基金”項目的資助,在韓國首爾參加了“International Conference on Energy Materials and Applications”會議。
          程寒松教授  程寒松教授
            1982年畢業于武漢大學化學系,同年考入吉林大學理論化學研究所研究生,師從我國著名量子化學權威唐敖慶教授,1986年獲碩士學位。隨后赴美國普林斯頓大學留學,1992年獲博士學位。畢業后即在美國Air Products & Chemicals(氣體與化學品公司)工作,任高級研究員職位。2004年起擔任美國能源部氫吸附材料研究中心高級研究員、管理委員會委員,同年被聘為中國地質大學(武漢)特聘教授,任中國地質大學(武漢)理論化學與計算材料科學研究所所長。2009年入選中組部第二批“千人計劃”學者,現任中國地質大學(武漢)可持續能源實驗室主任,中國科學院生物能源與過程研究所太陽能與儲能技術重點實驗室學術委員會副主任,中國地質大學學術委員會委員,“千人計劃”聯誼會能源與資源專業委員會委員,《硅酸鹽學報》雜志編委會編委,湖北省歐美同學會常務理事,湖北省高級專家協會會員,武漢大學、南京大學兼職教授。在國內外知名學術刊物中公開發表學術論文達140余篇,在國際頂尖學術刊物中發表論文10余篇,并申請美國專利30余項,部分專利已為德國寶馬汽車公司、美國聯合技術公司、美國西北太平洋國家實驗、美國氣體與化學品公司等進行商業化開發。由于在儲氫材料研發方面的出色工作,程寒松教授獲美國能源部2010年特殊貢獻獎。

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