酸碱对修饰 Si0,-Ti0,二元纳米材料 强化质子传递性能

协同调控质子交换膜内运载和跳跃两种质子传递机理是制备环境友好型能源器件（质子交换膜燃料电池）的挑战之一． 在本研究中，我们提出了一种简单的一锅仿生矿化方法，用于构建二氧化硅与二氧化钛可调比例的二元 SiO,-TiO。纳米颗粒，二元纳米颗粒被酸碱对修饰后引入 Nafion 以制备杂化膜，SiO,-Ti0，二元纳米颗粒表面的酸碱基团和聚合物的相互作用赋予混合膜良好的界面相容性，同时增强了膜的尺寸稳定性，酸碱对的引入降低了质子传递的活化能，在26.1%相对湿度和80°C下,杂化膜的质子传导率最高为 1.37×10-2 S/cm，相对于Nafion 膜提高两个数量级．同时,60°C时,Nafion / Sil-T2-160 杂化膜单电池最大功率密度相比于 Nafion 膜提高 51.3%.

关键词：质子交换膜燃料电池；杂化膜；仿生矿化；酸碱对