高压均质机｜分散全氟磺酸树脂溶液

一、质子交换膜燃料电池

质子交换膜（PEM）燃料电池是指以质子导电膜为电解质，同时作为电化学电池中的隔膜，将阳极与阴极分离。由于这种类型的燃料电池膜电解质在质子上起作用，因此可以使用任何易于氧化的富氢燃料，例如氢气、低级醇（甲醇、乙醇）和酸（甲酸）。

二、全氟磺酸质子交换膜

质子交换膜是氢燃料电池的核心关键材料,其耐久性直接影响着质子交换膜燃料电池的使用寿命。全氟磺酸膜是目前质子交换膜燃料电池中使用最多的一类质子交换膜，由电中性半结晶聚合物四氟乙烯主链和与主链连接的侧链磺酸（ SO3- ）基团组成，因此，全氟磺酸膜具有化学稳定性好、强度高和磺酸根亲水性强、电导率高的优点。

三、全氟磺酸制备工艺

目前，全氟磺酸膜的制备方法主要有以下几种：

熔融挤出流延法

原理：通过熔融挤出机将全氟磺酸树脂熔融并挤出，然后在流延机上冷却固化成膜。

优点：工艺成熟，适合大规模生产。

缺点：成膜后需要转型，且螺杆搅动可能对分子链造成损伤，影响膜性能。

实例：美国杜邦的Nafion系列膜就是通过该方法制备出来的。

溶液浇注成型法：

原理：将全氟磺酸树脂溶解在溶剂中，形成溶液后浇注在支撑体上，通过蒸发溶剂和固化得到膜。

优点：工艺简单，适合小规模或特殊需求的生产。

缺点：只能间歇生产，难以大规模连续化。

溶液钢带流延法：

原理：将全氟磺酸树脂溶液浇注在钢带上，通过控制钢带的速度和温度，使溶液在钢带上流延并固化成膜。

优点：可以制备较薄的膜，且膜的性能较为均匀。

实例：有研究者通过该方法制备了厚度为200微米左右的单膜。

四、高压均质机分散全氟磺酸质子交换膜

高压均质机通过高压往复泵产生动力和传送物料，使物料在高压下通过工作阀时，产生剧烈的剪切、冲撞和空穴作用。这种作用机制使得全氟磺酸溶液能够因相互碰撞和剪切而得到超细化，从而实现全氟磺酸树脂溶液的均匀分散。这不仅可以提高全氟磺酸树脂溶液的分散均匀性，还可以确保全氟磺酸树脂溶液的稳定性和一致性。