在燃料電池中的應(yīng)用 表面活性劑

燃料電池可以將貯存在燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，是人類利用氫能的更好方式?a href='http://m.ivrog.cn/' target='_blank' class='key_tag'>交聯(lián)劑廠家，被認(rèn)為是繼水力發(fā)電、火力發(fā)電以及核能發(fā)電后的第四類發(fā)電技術(shù)。

表面活性劑作為一類可對界面性質(zhì)產(chǎn)生影響的負(fù)載型功能性化工原料，不僅繼續(xù)日化工業(yè)的發(fā)展，而且已作為主要功能助劑進(jìn)入了新能源與高效節(jié)能技術(shù)領(lǐng)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(yīng)用

采用反膠束法制備燃料電池催化劑的主要關(guān)鍵技術(shù)與影響因索包括:表面活性劑的結(jié)構(gòu)及濃度、水與表面活

性劑的物質(zhì)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(kuò)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(jìn)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(jī)界面提供了一個能夠發(fā)生化學(xué)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）等表面活性劑產(chǎn)品。

2表面活性劑在燃料電池的質(zhì)子交換膜改性中的應(yīng)用

質(zhì)子交換膜是一種由高分子材料制成的含有質(zhì)子交換基團(tuán)的薄膜，使用為廣泛的是全氟磺酸膜，其一端含有強(qiáng)烈疏水的非極性全氟長鏈，另端含有強(qiáng)烈親水的懸掛在氟碳鏈上的全氟烷基醚磺酸基團(tuán)，相當(dāng)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(jié)構(gòu)，在氟碳主鏈形成的疏水相內(nèi)分布著連續(xù)的膠束網(wǎng)絡(luò)，其是質(zhì)子傳遞的通道。如果以甲醇作為燃料，甲醇分子也會出現(xiàn)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(jìn)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(zhì)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。