专利名称：燃料电池用管状质子交换膜的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种燃料电池用管状质子交换膜，属于复合膜材料制备工艺和燃料电池
背景技术：
现有的固体聚合物电解质膜主要是平面膜，为了减少设备体积，在电化学工业上采用板框结构，平面膜材料等间隔地平行罗列在一起，通常是几十个、甚至几百个平面膜串联在一起来使用。在质子交换膜燃料电池的方面，由于单电池的面积从理论和实际上不可能做到无限大，因此单电池的功率是有限的，需要将多个单电池组合在一起做成电池组才能获得满意的功率。采用平面膜对设备的安装、维修都增加了难度，如果一个平面膜损坏，就要拆除整个装置，更换新膜后重新组装。
采用平面质子交换膜制备的氢-空燃料电池和直接醇类燃料电池堆，需要用双极板将各个单电池串联起来，双极板用于分割氧化剂与还原剂、收集电子、向两个相邻的膜电极输送燃料和氧化剂，双极板材料必须能在电池工作条件下和其工作的电位范围内具有抗腐蚀能力，因此通常采用机加工石墨流场板，机加工石墨流场板，不仅增加了电池堆的成本，还带来了密封困难，安装烦琐，维护不方便等问题；同时由于双极板的流道狭窄，生成的水不能及时排出，影响阴极氧化剂的传质；电堆的运行需要泵、气瓶、空压机等外围设备，用于燃料的输送和产物的移出，使电堆系统庞大，体积功率密度和质量功率密度降低。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能克服上述缺陷、性能优良的燃料电池用管状质子交换膜。其技术方案为包括微孔材质的支撑体，其特征在于支撑体呈管状，壁厚为0.1mm～1.5mm，直径为1mm～30mm，孔隙率为10～90％，孔径范围为0.5μm～100μm，支撑体内及两侧浸渍有全氟磺酸树脂，形成带有支撑体的致密的管状聚合物电解质膜。
所述的燃料电池用管状质子交换膜，支撑体采用聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、多孔陶瓷等电子绝缘体制成的多孔管。
本实用新型与现有技术相比，可以将电化学装置由板框结构变成管状结构，采用管状结构的电化学反应装置具有以下优点(1)电极反应面积大于平板型；(2)密封简单；(3)装置连接形式灵活，即可以采用串联方式也可以采用并联方式，或采用混合串并联方式；(4)同时检测维护方便，只需更换性能下降的膜，无需重新拆卸和安装整个系统。
图1是本实用新型实施例的横向截面图。
具体实施方式
1、支撑体2、全氟磺酸树脂支撑体1为聚乙烯制成的泡沫微孔材质的管状支撑体，均布有直径为10μm微孔，不导电，壁厚为1mm，管径为20mm，孔隙率为50％，支撑体1内的微孔中及两侧浸渍有全氟磺酸树脂2，形成带有支撑体的致密的管状聚合物电解质膜。
权利要求1.一种燃料电池用管状质子交换膜，包括微孔材质的支撑体(1)，其特征在于支撑体(1)呈管状，壁厚为0.1mm～1.5mm，直径为1mm～30mm，孔隙率为10～90％，孔径范围为0.5μm～100μm，支撑体(1)内及两侧浸渍有全氟磺酸树脂(2)，形成带有支撑体(1)的致密的管状聚合物电解质膜。
2.如权利要求1所述的燃料电池用管状质子交换膜，其特征在于支撑体(1)采用聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、多孔陶瓷等电子绝缘体制成的多孔管。
专利摘要本实用新型提供一种燃料电池用管状质子交换膜，包括微孔材质的支撑体，其特征在于支撑体呈管状，壁厚为0.1mm～1.5mm，直径为1mm～30mm，孔隙率为10～90％，孔径范围为0.5μm～100μm，支撑体内及两侧浸渍有全氟磺酸树脂，形成带有支撑体的致密的管状聚合物电解质膜。采用本实用新型可以将电化学装置由板框结构变成管状结构，采用管状结构的电化学反应装置具有以下优点(1)电极反应面积大于平板型；(2)密封简单；(3)装置连接形式灵活，既可以采用串联方式也可以采用并联方式，或采用混合串并联方式；(4)同时检测维护方便，只需更换性能下降的膜，无需重新拆卸和安装整个系统。
文档编号C08J5/22GK2859820SQ20052012675
公开日2007年1月17日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者于如军, 李忠芳, 王素文, 邢伟, 樊彩霞, 张骞 申请人:山东理工大学