项目背景
质子交换膜是燃料电池的关键材料，在燃料电池中起着至关重要的作用，可直接影响燃料电池性能。当前，质子交换膜技术被美国技术封锁，存在卡脖子风险。
质子交换膜主要用于燃料电池领域。全球范围内质子交换膜核心厂商主要包括Gore、Chemours、AsahiKasei、AGC、东岳集团等。
2021年，全球前三厂商分别为Gore、Chemours、AsahiKasei，合计市场份额占比75.78%；全球前五厂商分别为Gore、Chemours、AsahiKasei、AGC、东岳集团，合计市场份额占比8.44%。
国产质子交换膜产业并未成熟，产品的性能、售价、适用领域等因素便成为了抢占市场的关键。
图1 全球质子交换膜产值及发展趋势
(2017-2028）&（百万美元）
项目简介
项目团队针对燃料电池质子交换膜材料，开发两款基于超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的超薄复合质子交换膜，期望通过降低膜厚度，提高燃料电池功率输出。同时，团队生产的质子交换膜全部采用国产原材料和国内技术手段，攻克“卡脖子”难关。
团队拟以4μm的超薄、高机械强度并且价格低廉的UHMWPE多孔薄膜作为复合基底膜，全氟磺酸树脂作为离子交换填料，通过界面改性与工艺调控，将全氟磺酸树脂致密地填充进UHMWPE多孔薄膜中，制备具有超薄厚度和高机械强度的复合质子交换膜。
在复合膜中，填充的全氟磺酸树脂具有优异的H+离子传导功能，确保复合膜的良好导电性能；UHMWPE多孔薄膜主要承担物理支撑功能，避免由于膜过薄，导致机械性能下降，此外，多孔结构也可以限制全氟磺酸树脂的吸水溶胀，确保膜的机械稳定性。
图2 UHMWPE超薄复合质子交换膜的制备示意图
技术优势
1.膜厚度低至4μm，全球最薄；复合膜的厚度越薄，其欧姆内阻越低，在燃料电池运行过程中，H+可以更加高效快速从阳极传输到阴极，实现更高的功率输出。
2.超高机械强度与低成本化。UHMWPE多孔薄膜成本低，且膜本身具有超高的机械强度（＞200MPa），可以确保复合后的膜仍具有较高的机械强度以及低吸水膨胀。
联系我们
如您对以上项目
产学研合作和成果转化感兴趣
欢迎致电咨询详情
本项目联系人：
李老师 17830933986 （微信同号）
期待与您的合作！
关于我们
重庆重大知识产权运营有限公司
重庆重大知识产权运营公司是重庆大学全资企业，成立于2018年2月，注册资本500万元，是西部地区首家由高校全资建立的专业从事知识产权运营管理、成果转化与产学研服务的公司。作为“重庆大学技术转移中心”、“国家知识产权示范高校”、“教育部高等学校科技成果转化和技术转移基地”、“重庆市电子信息产业专利导航中心”四大平台的重要运行单位，为学校和政、企、事业单位提供从创新想法到技术商品化的全生命周期运营服务。
重庆大学专利中心
重庆大学专利中心成立于1985年，是国家知识产权局批准设立的专利代理机构(代码50201)，也是中国人民解放军总装备部国防专利局在重庆地区唯一指定的国防专利代理机构。2003年被认定并备案为首批34所国防专利代理机构之一，全国高校仅10家。2020年获得“重庆国防专利信息服务平台”，并成为中国西部（重庆）军民两用技术知识产权联盟常务理事单位。
