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在燃料电池中的应用 表面活性剂

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在燃料电池中的应用 表面活性剂

發布日期:2020-04-22 作者: 點擊:

燃料電池可以將貯存在燃料中的化學能直接轉變爲電能,是人類利用氫能的更好方式,交聯劑廠家,被認爲是繼水力發電、火力發電以及核能發電後的第四類發電技術。

表面活性劑作爲一類可對界面性質産生影響的負載型功能性化工原料,不僅繼續引領日化工業的發展,而且已作爲主要功能助劑進入了新能源與高效節能技術領域,如燃料電池、水煤漿、乳化燃油、三次采油等。

 

1表面活性劑在燃料電池催化劑制備中的應用

 

采用反膠束法制備燃料電池催化劑的主要關鍵技術與影響因索包括:表面活性劑的結構及濃度、水與表面活

性劑的物質的量之比及助表面活性劑。表面活性劑在反膠束法制備電催化劑過程中的作用主要有:形成反膠束體系,其微小的水池提供粒子成核、生長的空間,同時對粒子的生長和在空間上的擴展予以約束和限制,從而使粒子尺寸得到控制;表面活性劑分子吸附在粒子表面進行表面修飾,從而阻止粒子之間的碰撞和聚集長大;反膠束液膜有組織的有機界面提供了一個能夠發生化學相互作用的界面,在此界面上,粒子與表面活性劑的相互作用能降低成核過程的活化能,還可能使晶體定向生長,從而控制粒子的形狀和品型等。膠體法制備燃料電池催化劑Pt/C使用的表面活性劑包括非離子表面活性劑月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯(20)失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫-20)等表面活性劑産品。

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2表面活性劑在燃料電池的質子交換膜改性中的應用

 

質子交換膜是一種由高分子材料制成的含有質子交換基團的薄膜,使用最爲廣泛的是全氟磺酸膜,其一端含有強烈疏水的非極性全氟長鏈,另端含有強烈親水的懸挂在氟碳鏈上的全氟烷基醚磺酸基團,相當于一個固體高分子陰離子表面活性劑。在有水存在的情況下,可形成膠束結構,在氟碳主鏈形成的疏水相內分布著連續的膠束網絡,其是質子傳遞的通道。如果以甲醇作爲燃料,甲醇分子也會出現滲透,會降低燃料電池效率,造成陰極催化劑的中毒,縮減電池的使用壽命,所以需對其進行表面改性,離子表面活性劑含有電荷,可以通過靜電排斥相同電荷的物質在界面的吸附,這些性能可有效地改善膜的表面性能。在膜表面引入氟表面活性劑能持久地改善膜表面的親水性能。


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