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Synthesis and characterization of crosslinked poly(ether sulfone) for a fuel cell
membrane

K.-B. Heo, H.-J. Lee, H.-J. Kim, B.-S.Kim, S.-Y. Lee,E. Cho, I.-H. Oh,
S.-A. Hong, T.-H. Lim
 Journal of Power Sources 172 (2007) 215–219
指導教授:廖渭銅
研究生:柯堡峰
報告日期:2009/01/23
摘要
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PES藉由UV照射(350nm、400w)使其變成c-PES
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C-PES的化學結構和熱穩定性用’H NMR、FT-IR和
TGA來測試其特性
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電池性能會隨著升高溫度而增加，並且在0.6V、70℃
時能產生電流密度1500mA cm-2
材料
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4-fluorophenyl sulfone 4-氟苯砜 (FPS)
Hydroquinone 2-potassium sulfonate 氫醌一磺酸鉀鹽
(HPS)
4,4’-dihydroxystilbene 4,4’-二羥基苯乙烯
Bisphenol A 雙酚A (BPA)
Dimethyl acetamide 二甲基乙醯胺 (DMAc)
N-methylpyrrolidinone N-甲基吡咯烷酮 (NMP)
Dimethyl sulfoxide 二甲基亞砜 (DMSO)
Toluene 甲苯
Benzophenone 二苯甲酮
C-PES共聚物的合成
4,4’-二羥基苯乙烯
HPS
FPS
步驟
FPS+HPS+4,4’-二羥基苯乙烯+碳酸鉀+25ml DMAC+40 ml甲苯到100 ml
瓶中
放置油浴加熱至150℃ 3hr，共沸蒸餾蒸餾出甲苯後把溫度加熱至180℃
攪拌一夜冷卻，過濾少量的DMAc
加入到1000 ml的甲醇中獲得PES聚合物，過濾並真空乾燥 60℃ 1hr
以去離子水用索式萃取把高分子中無機物萃取出來
光起始劑
聚合物真空乾燥 60℃24hr，將其溶解在15%DMSO和二苯甲酮
(1wt%PES70的固體含量)混合液中
溶液塗佈在玻璃板上切割，並UV照射膜30 min之後減壓下真空乾燥60
℃ 30 hr
用10%HCl酸化50 ℃ 12hr，並用去離子水沖洗，存放在去離子水中
MEA製造步驟
用催化劑漿混合40wt% Pt/C、異丙醇和5 wt%的Nafion1100溶液
漿超音波震盪1hr並噴塗在膜上
催化劑塗佈在膜上並在60℃下乾燥3 hr
電池的電極與Pt裝載面積陽極、陰極皆為0.4 mg cm-2
結果與討論
結果與討論
1072、1011
1144 1223
1583、1471
結果與討論
7.77.5
結果與討論
260℃
480℃
結果與討論
結論
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C-PES成功的由4,4’-二羥基苯乙烯和其它有用
的單體合成成功
70 mol %的HPS單體在c-PES聚合物主鏈中會
有0.12 S cm-1的質子導電率並在在沸水中有好
的不溶性質
溫度提高電池性能會隨著增加，並且在0.6V，
70℃時能產生1500mA cm-2的電流密度