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看完本文,了解下AGFA質子交換膜的結構特點

更新時間:2023-02-18點擊次數(shù):656
  AGFA質子交換膜處在膜電極最中心的位置,作為質子傳遞載體將陽極催化層產(chǎn)生的質子轉移至陰極催化層,與氧氣反應生成水。同時,質子交換膜作為物理屏障將陽極燃料與陰極燃料分開,避免二者直接接觸。此外,質子交換膜不導通電子,迫使電子通過外電路傳導,達到對外提供能量的目的。
 
  AGFA質子交換膜的結構特點:
 
  1、分子結構
 
  在眾多質子交換膜中,全氟磺酸質子交換膜(PFSA膜)因為出色的電導率及優(yōu)異的穩(wěn)定性,是目前最主流的質子交換膜。它是以全氟磺酸樹脂為骨架,含磺酸根的全氟乙烯基醚為支鏈的全氟磺酸聚合物。代表產(chǎn)品有杜邦公司的Nafion膜,還有dow膜,3M膜及Aciplex膜等,主要區(qū)別在于側鏈的長短不同。
 
  PFSA膜的碳氟C-F鍵鍵能高(485kJ/mol,比C-C鍵和C-H鍵都高)、鍵長短,不容易斷裂,所以穩(wěn)定性好。其次,氟原子可以通過分子鏈的旋轉折疊等形式覆蓋在C-C鍵周圍,對C-C鍵起到保護作用,提高了PFSA膜的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。
 
  2、微觀結構
 
  在PFSA膜中,磺酸根具有較強的親水性,而碳氟高分子骨架具有較強疏水性,兩者強烈的反差會使得膜在遇到水時發(fā)生微相分離:親水的磺酸基團與水分子結合,相互聚集形成朝里的親水相;疏水的碳氟骨架則朝外形成憎水相。親水相內水分子形成了水通道,為質子傳導提供了傳輸路徑;憎水相則為膜提供了必要的機械強度及化學穩(wěn)定性。

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