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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

发布日期:2020-04-22 作者: 点击:

燃料电池可以将贮存在燃料中的化学能直接转变为电能,是人类利用氢能的更好方式,交联剂厂家,被认为是继水力发电、火力发电以及核能发电后的第四类发电技术。

表面活性剂作为一类可对界面性质产生影响的负载型功能性化工原料,不仅继续引领日化工业的发展,而且已作为主要功能助剂进入了新能源与高效节能技术领域,如燃料电池、水煤浆、乳化燃油、三次采油等。

 

1表面活性剂在燃料电池催化剂制备中的应用

 

采用反胶束法制备燃料电池催化剂的主要关键技术与影响因索包括:表面活性剂的结构及浓度、水与表面活

性剂的物质的量之比及助表面活性剂。表面活性剂在反胶束法制备电催化剂过程中的作用主要有:形成反胶束体系,其微小的水池提供粒子成核、生长的空间,同时对粒子的生长和在空间上的扩展予以约束和限制,从而使粒子尺寸得到控制;表面活性剂分子吸附在粒子表面进行表面修饰,从而阻止粒子之间的碰撞和聚集长大;反胶束液膜有组织的有机界面提供了一个能够发生化学相互作用的界面,在此界面上,粒子与表面活性剂的相互作用能降低成核过程的活化能,还可能使晶体定向生长,从而控制粒子的形状和品型等。胶体法制备燃料电池催化剂Pt/C使用的表面活性剂包括非离子表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯(吐温-20)等表面活性剂产品。

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2表面活性剂在燃料电池的质子交换膜改性中的应用

 

质子交换膜是一种由高分子材料制成的含有质子交换基团的薄膜,使用最为广泛的是全氟磺酸膜,其一端含有强烈疏水的非极性全氟长链,另端含有强烈亲水的悬挂在氟碳链上的全氟烷基醚磺酸基团,相当于一个固体高分子阴离子表面活性剂。在有水存在的情况下,可形成胶束结构,在氟碳主链形成的疏水相内分布着连续的胶束网络,其是质子传递的通道。如果以甲醇作为燃料,甲醇分子也会出现渗透,会降低燃料电池效率,造成阴极催化剂的中毒,缩减电池的使用寿命,所以需对其进行表面改性,离子表面活性剂含有电荷,可以通过静电排斥相同电荷的物质在界面的吸附,这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剂能持久地改善膜表面的亲水性能。


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