CN117822040A - 一种质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电化学材料的技术领域，具体涉及一种质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层及其制备方法。该质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，包括电催化剂、质子传导离聚物；其中质子传导离聚物由含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物复合而成。采用聚乙烯亚胺接枝乙烯基苯酚，利用聚乙烯亚胺上大量的氨基基团与乙烯基加成形成新的聚合物，其中酚羟基可以和氨基形成氢键结构，抵抗了自由基进攻的同时，提高了膜电极的化学稳定性，从而延长了膜电极的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于电化学材料的技术领域，具体涉及一种质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层及其制备方法。
背景技术
氢能作为二次能源，具有能量密度高、来源用途广泛、适应大规模储能等多种优势。利用可再生能源通过电解水制取“绿色氢气”，可以实现氢制取的零碳排放。电解水即通过电将水分解为氢气与氧气的电化学反应过程，可见电解水制氢简化了氢能供应链工艺，减少了设备投入。在电解水制氢的技术中，质子交换膜水电解制氢利用电化学的方法，降低了可再生能源制取氢气的成本，同时制氢本身清洁无污染、制氢纯度高，具备启停快、负荷可调节范围宽等优异的可再生能源适应性，且体积较小，操控灵活，适合于风、光等可再生能源发电直接耦合制氢，成为目前绿氢制取领域研究开发的重点。
膜电极作为质子交换膜水电解技术的关键核心部件，对于水电解制氢的性能、效率、寿命和成本起着关键性的作用。膜电极一般由质子交换膜、阴阳极催化层和阴阳极多孔传输层组成。其中催化层主要由电催化剂、质子传导离聚物和孔隙结构组成，是进行多相物质传输和能量转换的电化学反应的核心场所。催化层的特性对于电化学反应的活化极化、浓差极化和欧姆极化都有重要的影响。
催化剂层中，离聚物主要作用为传导质子、绝缘电子和传递燃料气，此外离聚物也通常被用作粘结剂来保证催化剂层与质子交换膜的良好接触效果，降低传质阻抗。如此便要求离聚物有较高的质子电导率、可忽视的电子电导率及与质子交换膜良好的物理相容性。目前最常使用的离聚物仅为单一的全氟烷基磺酸聚合物，其由疏水的聚四氟乙烯骨架和亲水的磺酸基团侧链组成。但在膜电极工作的过程中会产生大量的自由基(HO·&HOO·)，自由基会攻击离聚物的主链，进而造成膜电极的稳定性下降，最终导致膜电极性能的衰减。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，从膜电极关键材料源头入手，提供一种质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层及其制备方法。该催化层的质子传导离聚物由含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物复合而成，采用聚乙烯亚胺接枝乙烯基苯酚，利用聚乙烯亚胺上大量的氨基基团与乙烯基加成形成新的聚合物，其中酚羟基可以和氨基形成氢键结构，抵抗了自由基进攻的同时，提高了膜电极的化学稳定性，从而延长了膜电极的使用寿命。
具体的技术方案如下：
一种质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，包括电催化剂、质子传导离聚物；其中质子传导离聚物由含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物复合而成。
所述的含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的结构式如下式(Ⅰ)所示：
式(Ⅰ)中，xx为60～500；
R1为-H、-NH2、-CH2NH2或-OH中的任一种；
R2为-H、-NH2、-CH2NH2或-OH中的任一种；
R3为-H、-NH2、-CH2NH2或-OH中的任一种；
R4为-H、-NH2、-CH2NH2或-OH中的任一种。
所述的全氟磺酸离子聚合物的结构式如下式(Ⅱ)所示：
式(Ⅱ)中，x为1～15，y为1～10，z为500～6000，m为0～8的整数，n为1～5的整数。
本发明中，所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其式(Ⅰ)中R1为-H、-NH2或-OH中的任一种；
R2为-H、-NH2或-OH中的任一种；
R3为-H、-NH2或-OH中的任一种；
R4为-H、-NH2或-OH中的任一种。
本发明中，所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其质子传导离聚物中含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的质量分数为10-75wt％；全氟磺酸离子聚合物的质量分数为25-90wt％。
优选的，所述质子传导离聚物中含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的质量分数为20-30wt％；全氟磺酸离子聚合物的质量分数为70-80wt％。
本发明中，所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层中的含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物中的乙烯基苯酚结构单元的摩尔占比为10～40％。
优选的，所述含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物中的乙烯基苯酚结构单元的摩尔占比为10～15％。
本发明中，所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层中的含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物通过以下步骤制备所得：
首先，将聚乙烯亚胺与带有乙烯基苯酚基团的Y-Ar试剂混合溶解在溶剂中，在30～150℃下进行接枝反应1-48h，嫁接上乙烯基苯酚基团；其中，聚乙烯亚胺：Y-Ar试剂的摩尔比为1:5-20；
所述的Y-Ar试剂为其中R1、R2、R3、R4为-H、-NH2或-OH中的任一种。
反应式如下：
然后，将所得产物经过洗涤、烘干后，即可得到含乙烯基苯酚结构支化聚乙烯亚胺聚合物。
优选的，接枝反应的反应温度为30～130℃；
接枝反应的反应时间为12-18h。
优选的，所述聚乙烯亚胺：Y-Ar试剂的摩尔比为1:3-10。
本发明中，所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层中的全氟磺酸离子聚合物的数均分子量为5万～80万，离子交换容量为0.2～4.0mmol/g。
优选的，所述全氟磺酸离子聚合物的数均分子量为25万～70万，离子交换容量为0.9～2.5mmol/g。
更为优选的，所述全氟磺酸离子聚合物的数均分子量为30万～50万，离子交换容量为1.0～1.5mmol/g。
上述质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层的制备方法，包括以下步骤：
首先，制备质子传导离聚物溶液：将含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物溶于水/醇混合溶剂中配成2～10wt％的质子传导离聚物溶液。
然后，制备阴极催化层的转印模板和阳极催化层的转印模板：
阴极催化层转印模板的制备：在所得的质子传导离聚物溶液中加入Pt/C催化剂得到阴极催化剂浆料，超声分散后喷到真空吸附的转印模板上，在60-140℃真空条件下烘干得到阴极催化层的转印模板。
阳极催化层转印模板的制备：在所得的质子传导离聚物溶液中加入IrO2催化剂得到阳极催化剂浆料，超声分散后喷到真空吸附的转印模板上，在60-140℃真空条件下烘干得到阳极催化层的转印模板。
本发明中，所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层的制备方法中所述水/醇混合溶剂中水：醇的体积比为1-2:8-9，其中醇为乙醇、正丙醇或异丙醇中的任一种。
所述阴极催化剂浆料中Pt/C催化剂的质量分数为3-18wt％。
所述阳极催化剂浆料中IrO2催化剂的质量分数为3-18wt％。
优选的，所述阴极催化剂浆料中Pt/C催化剂的质量分数为5-15wt％。
所述阳极催化剂浆料中IrO2催化剂的质量分数为5-15wt％。
一种质子交换膜水电解制氢膜电极，包括全氟磺酸质子交换膜和上述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层或上述制备方法制得的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层。
所得膜电极中的IrO2干重含量为0.5～2.0mg/cm2；所得膜电极中的Pt/C干重含量为0.1～1.0mg/cm2；所述全氟磺酸质子交换膜的厚度为5-180μm。
优选的，所述全氟磺酸质子交换膜的厚度为8-100μm。
更为优选的，所述全氟磺酸质子交换膜的厚度为10-30μm。
本发明的有益效果为：本发明所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其质子传导离聚物由含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物复合而成，乙烯基苯酚中含有羟基，羟基与聚乙烯亚胺中的氨基形成氢键稳定结构，可以有效的提高膜电极的质量稳定性和化学稳定性，提高膜电极的使用寿命。
本发明所述的质子传导离聚物中的全氟磺酸离子聚合物中-SO3H基团与含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物中的-NH2基团相互协同，利于膜电极的质子传导，具有优异的化学稳定性和高离子电导率，提高膜电极的使用寿命，适用于水电解制氢电解池中。
本发明所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，可根据产品性能的要求，通过质子传导离聚物中的含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物之间的配比，以及调控含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物制备的反应时间、反应温度以及原料配比以调控其的接枝率，进而调控了膜电极的质子传导能力，扩大了所得膜电极的适用范围，满足更多类型电池的需求。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细的说明。
1、本发明中所述的全氟磺酸质子交换膜通过以下步骤制备所得：采用所述的全氟磺酸离子聚合物溶于乙醇溶剂中，搅拌分散均匀后配制5wt％的树脂溶液；然后采用溶液流延法将树脂溶液浇注在玻璃板上，于60℃预干燥后，置于135℃的烘箱中干燥90分钟，取出脱模，制备得到20μm全氟磺酸质子交换膜，IEC为1.15mmol/g。
实施例1
所述质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，包括电催化剂、质子传导离聚物；其中质子传导离聚物由含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物复合而成。
所述的含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的结构式如下式所示：
式中，xx为450；
R1为-H；R2为-H；R3为-H；R4为-H。
所述的全氟磺酸离子聚合物的结构式如下式所示：
式中，x为4，y为1，m为1，n为2。
所述质子传导离聚物中含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的质量分数为25wt％；全氟磺酸离子聚合物的质量分数为75wt％；所述含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物中的乙烯基苯酚结构单元的摩尔占比为10％。
所述含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物通过以下步骤制备所得：
首先，将50g聚乙烯亚胺与0.11g 3-乙烯基苯酚按照摩尔比1:8混合溶解在溶剂中，在80℃下进行接枝反应12h，嫁接上乙烯基苯酚基团。
然后，将所得产物经过去离子水反复清洗三次，60℃干燥后，即可得到含乙烯基苯酚结构支化聚乙烯亚胺聚合物。
反应式如下：
所述全氟磺酸离子聚合物通过以下步骤制备所得：选用数均分子量为42万，摩尔当量Ew＝869g/mol的全氟磺酰氟树脂先后经过15wt％的KOH、20wt％硫酸溶液中80℃下各浸泡24h完成离子交换，将-SO2F基团全部转化为-SO3H，经过去离子水反复清洗三次，60℃干燥后得到全氟磺酸离子聚合物。
所述质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层的制备方法，具体步骤如下：
首先，制备质子传导离聚物溶液：将含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物溶于水/异丙醇(体积比为2:8)中配成10wt％的质子传导离聚物溶液。
然后，制备阴极催化层和阳极催化层：取两组2.0mL质子传导离聚物溶液分别加入20.0mg IrO2和15mg Pt/C催化剂，超声100min得到阳极催化剂浆料和阴极催化剂浆料；电解水装置中阳极用IrO2作为催化剂，阴极用Pt/C；将催化剂浆料喷涂到已称量聚四氟乙烯转印模板(厚度5mm；长×宽为5×5cm)上，烘干完毕后得到负载阳极催化剂和阴极催化剂的转印模板。催化剂中IrO2和Pt/C的负载当量分别为1.0mg/cm2和0.5mg/cm2。
一种质子交换膜水电解制氢膜电极，包括全氟磺酸质子交换膜和上述的阴极催化转印模板和阳极催化转印模板。
将负载阳极和阴极催化剂的两块转印模板分别固定于所述的全氟磺酸质子交换膜两侧，上下对齐、配合完好，通过压机热压处理，压机的压力为0.8MPa，热压温度为135℃，持续时间90s，打开压机，去除转印模板，最后将样品置于100℃真空干燥箱内处理2h，取出后制得膜电极。
实施例2
所述质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，与实施例1不同之处在于，所述质子传导离聚物中含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的质量分数为30wt％；全氟磺酸离子聚合物的质量分数为70wt％。
所述含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物中的乙烯基苯酚结构单元的摩尔占比为15％。所述含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的制备中聚乙烯亚胺与乙烯基苯酚的接枝反应时间延长至36h。
实施例3
所述质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层的制备方法，与实施例1的不同之处在于，增加阳极催化剂浆料和阴极催化剂浆料中催化剂的含量，所得负载阳极催化剂和阴极催化剂的转印模板中IrO2和Pt/C的负载当量分别为2.0mg/cm2和1.0mg/cm2。
实施例4
所述质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，与实施例1不同之处在于，所述的含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的结构式如下式所示：
式中，xx为460；
R1为-NH2；R2为-H；R3为-H；R4为-H。
所述含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的制备方法中选用2-氨基-3-乙烯基苯酚作为Y-Ar试剂来制备含乙烯基苯酚结构支化聚乙烯亚胺聚合物A。
实施例5
所述质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，与实施例1不同之处在于，
所述的全氟磺酸离子聚合物的结构式如下式所示：
式中，x为5，y为2，m为0，n为3。
所述的全氟磺酸离子聚合物选用的全氟磺酰氟树脂的数均分子量为43万，摩尔当量Ew＝780g/mol。
实施例6
所述质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，与实施例1不同之处在于，所述的全氟磺酸离子聚合物的结构式如下式所示：
式中，x为3，y为1，m为2，n为1。
所述的全氟磺酸离子聚合物选用的全氟磺酰氟树脂的数均分子量为42万，摩尔当量Ew＝750g/mol。
所述质子传导离聚物中含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的质量分数为35wt％；全氟磺酸离子聚合物的质量分数为65wt％。
对比例1
一种电解水膜电极的制备，与实施例1不同之处在于，所述的质子传导离聚物仅选用全氟磺酸聚合物，没有复合含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物。
下面对实施例1-6和对比例1所述催化剂浆料制备的膜电极组装成水电解池，具体操作如下：将阳极集流板、阳极气体扩散层、膜电极、阴极气体扩散层、阴极集流板按顺序组装成水电解池，阴极多孔扩散层使用东丽碳纸，阳极扩散层使用铂涂层的多孔钛。测试过程中纯水的流速300ml/min，水温控制在80℃，稳定性测试采用恒电流测试方法，阴极侧氢气、阳极侧氧气纯度分别采用气相色谱仪进行检测。
1、实施例中1-6以及对比例1制备的电解水膜电极的稳定性采用氟离子释放率进行表征，测试方法如下：在100mL 30wt％的过氧化氢溶液中加入80ppm的Fe2+离子，仔细称取一定质量(0.2g)的膜电极置于其中，在80℃下保持100h后,从溶液中取出样本。用去离子水清洗，在80℃下干燥2h，并称重。计算出重量损失和测定溶液中F-的含量。
2、膜电极耐久性测试：在0.1A/cm2下，纯水的流速300ml/min，水温控制在25℃，对膜电极试样的稳定性进行评价，监测电解池运行500h后电压增加速率。
Fenton实验具体条件为：将20ppm Fe2+离子加入30wt％H2O2中，配成Fenton试剂。之后在80℃水浴中将膜电极浸入Fenton试剂中，浸泡一定的时间后，测试膜电极的IEC，从而判断膜电极化学稳定性的好坏。为了保证·OH自由基浓度，需要每隔3h更换一次Fenton试剂。
4、离子交换容量(IEC)的滴定：精确称取一定重量的干目标产物，然后用浓度约为1M的NaCl水溶液进行离子交换12h以上，收集离子交换后的溶液，以酚酞作为指示剂，用0.1M的NaOH标准液滴定，直到溶液变为粉红色，目标产物的离子交换容量(IEC)值可根据下式计算：IEC＝(VNaOH×CNaOH)/m。
式中：VNaOH——消耗的NaOH标准液的体积，mL；CNaOH——NaOH标准液的摩尔浓度，mmol/mL；m——干目标产物的质量，g。
IEC的保留率：RV％＝(IEC1-IEC0)/IEC0
式中：IEC1与IEC0分别代表聚合物经过Fenton实验前后的IEC。
表1实施例1-6以及对比例1的电解水膜电极的性能测试结果
注：电流密度@2.0V是指在2.0V下的电流密度。
从实施例1-6与对比例1的比较可以看出，采用本发明所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层可以有效的降低氟离子释放率，减弱或减缓了膜电极的降解，显著的提高膜电极的化学稳定性。电流密度得到明显改善，提高了阳极侧氧气的纯度以及阴极侧氢气的纯度。另外，膜电极500h的运行过程中电压的增幅较小，表现出低能耗和高稳定性的特征。
此外，实施例1-6的电阻值为3.2-4.3毫欧姆，可见电阻降低，从而降低了膜催化层传质阻力。
Claims (10)
1.一种质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其特征在于，包括电催化剂、质子传导离聚物；其中质子传导离聚物由含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物复合而成；
所述的含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的结构式如下式(Ⅰ)所示：
式(Ⅰ)中，xx为60～500；
R1为-H、-NH2、-CH2NH2或-OH中的任一种；
R2为-H、-NH2、-CH2NH2或-OH中的任一种；
R3为-H、-NH2、-CH2NH2或-OH中的任一种；
R4为-H、-NH2、-CH2NH2或-OH中的任一种；
所述的全氟磺酸离子聚合物的结构式如下式(Ⅱ)所示：
式(Ⅱ)中，x为1～15，y为1～10，z为500～6000，m为0～8的整数，n为1～5的整数。
2.根据权利要求1所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其特征在于，所述式(Ⅰ)中R1为-H、-NH2或-OH中的任一种；
R2为-H、-NH2或-OH中的任一种；
R3为-H、-NH2或-OH中的任一种；
R4为-H、-NH2或-OH中的任一种。
3.根据权利要求1所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其特征在于，所述质子传导离聚物中含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的质量分数为10-75wt％；全氟磺酸离子聚合物的质量分数为25-90wt％；
优选的，所述质子传导离聚物中含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物的质量分数为20-30wt％；全氟磺酸离子聚合物的质量分数为70-80wt％。
4.根据权利要求1所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其特征在于，所述含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物中的乙烯基苯酚结构单元的摩尔占比为10～40％。
5.根据权利要求4所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其特征在于，所述含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物中的乙烯基苯酚结构单元的摩尔占比为10～15％。
6.根据权利要求1所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其特征在于，所述含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物通过以下步骤制备所得：
首先，将聚乙烯亚胺与带有乙烯基苯酚基团的Y-Ar试剂混合溶解在溶剂中，在30～150℃下进行接枝反应1-48h，嫁接上乙烯基苯酚基团；其中，聚乙烯亚胺：Y-Ar试剂的摩尔比为1:5-20；
所述的Y-Ar试剂为其中R1、R2、R3、R4为-H、-NH2或-OH中的任一种；
然后，将所得产物经过洗涤、烘干后，即可得到含乙烯基苯酚结构支化聚乙烯亚胺聚合物；
优选的，接枝反应的反应温度为30～130℃；
接枝反应的反应时间为12-18h；
优选的，所述聚乙烯亚胺：Y-Ar试剂的摩尔比为1:3-10。
7.根据权利要求1所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层，其特征在于，所述全氟磺酸离子聚合物的数均分子量为5万～80万，离子交换容量为0.2～4.0mmol/g；
优选的，所述全氟磺酸离子聚合物的数均分子量为25万～70万，离子交换容量为0.9～2.5mmol/g；
更为优选的，所述全氟磺酸离子聚合物的数均分子量为30万～50万，离子交换容量为1.0～1.5mmol/g。
8.如权利要求1-7任一项所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先，制备质子传导离聚物溶液：将含乙烯基苯酚支化聚乙烯亚胺聚合物和全氟磺酸离子聚合物溶于水/醇混合溶剂中配成2～10wt％的质子传导离聚物溶液；
然后，制备阴极催化层的转印模板和阳极催化层的转印模板：
阴极催化层转印模板的制备：在所得的质子传导离聚物溶液中加入Pt/C催化剂得到阴极催化剂浆料，超声分散后喷到真空吸附的转印模板上，在60-140℃真空条件下烘干得到阴极催化层的转印模板；
阳极催化层转印模板的制备：在所得的质子传导离聚物溶液中加入IrO2催化剂得到阳极催化剂浆料，超声分散后喷到真空吸附的转印模板上，在60-140℃真空条件下烘干得到阳极催化层的转印模板。
9.根据权利要求8所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层的制备方法，其特征在于，所述水/醇混合溶剂中水：醇的体积比为1-2:8-9，其中醇为乙醇、正丙醇或异丙醇中的任一种；
所述阴极催化剂浆料中Pt/C催化剂的质量分数为3-18wt％；
所述阳极催化剂浆料中IrO2催化剂的质量分数为3-18wt％；
优选的，所述阴极催化剂浆料中Pt/C催化剂的质量分数为5-15wt％；
所述阳极催化剂浆料中IrO2催化剂的质量分数为5-15wt％。
10.一种质子交换膜水电解制氢膜电极，其特征在于，包括全氟磺酸质子交换膜和权利要求1-7任一项所述的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层或权利要求8-9任一项所述的制备方法制得的质子交换膜水电解制氢膜电极用催化层；
所得膜电极中的IrO2干重含量为0.5～2.0mg/cm2；
所得膜电极中的Pt/C干重含量为0.1～1.0mg/cm2；
所述全氟磺酸质子交换膜的厚度为5-180μm；
优选的，所述全氟磺酸质子交换膜的厚度为8-100μm；
更为优选的，所述全氟磺酸质子交换膜的厚度为10-30μm。
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