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看完本文,了解下AGFA质子交换膜的结构特点

更新时间:2023-02-18 点击量:355
  AGFA质子交换膜处在膜电极最中心的位置,作为质子传递载体将阳极催化层产生的质子转移至阴极催化层,与氧气反应生成水。同时,质子交换膜作为物理屏障将阳极燃料与阴极燃料分开,避免二者直接接触。此外,质子交换膜不导通电子,迫使电子通过外电路传导,达到对外提供能量的目的。
 
  AGFA质子交换膜的结构特点:
 
  1、分子结构
 
  在众多质子交换膜中,全氟磺酸质子交换膜(PFSA膜)因为出色的电导率及优异的稳定性,是目前最主流的质子交换膜。它是以全氟磺酸树脂为骨架,含磺酸根的全氟乙烯基醚为支链的全氟磺酸聚合物。代表产品有杜邦公司的Nafion膜,还有dow膜,3M膜及Aciplex膜等,主要区别在于侧链的长短不同。
 
  PFSA膜的碳氟C-F键键能高(485kJ/mol,比C-C键和C-H键都高)、键长短,不容易断裂,所以稳定性好。其次,氟原子可以通过分子链的旋转折叠等形式覆盖在C-C键周围,对C-C键起到保护作用,提高了PFSA膜的化学稳定性和热稳定性。
 
  2、微观结构
 
  在PFSA膜中,磺酸根具有较强的亲水性,而碳氟高分子骨架具有较强疏水性,两者强烈的反差会使得膜在遇到水时发生微相分离:亲水的磺酸基团与水分子结合,相互聚集形成朝里的亲水相;疏水的碳氟骨架则朝外形成憎水相。亲水相内水分子形成了水通道,为质子传导提供了传输路径;憎水相则为膜提供了必要的机械强度及化学稳定性。