CA500S疏水表面接触角测量在“膜电极MEA”中的实际应用

CA500S疏水表面接触角测量在“膜电极MEA”中的实际应用

氢燃料电池是⼀种能够将储存在燃料(氢⽓)和氧化剂(空⽓中的氧⽓)中的化学能直接转换为电能的能量转换装置，其基本⼯作原理就是电解⽔的逆过程。质⼦交换膜燃料电池是⽬前主流的燃料电池。----鑫台铭提供。

氢燃料电池系统由电堆和辅助⼦系统构成，电堆包括为双极板、电解质、催化剂、⽓体扩散层，其中催化剂、质⼦膜材料、扩散层共同组成膜电极组件(MEA)，MEA是燃料电池的核⼼。

燃料电池中电化学反应过程中所产生的水适当地存在时，水发挥着保持聚合物 电解质膜湿度的理想作用。然而，当存在多余的水且水没有被适当地移除时，可能在高电流 密度时发生“溢流(flooding)”。该溢流可能阻碍反应气体被有效地供应至燃料电池，引起 更大的电压损失。

 具体而言，当通过MEA阴极中的氧化还原反应(ORR)来产生水并且MEA催化剂层 具有亲水性或低疏水性时，在ORR过程中产生的水可能不会被适当地排放，导致物质运输 损耗，其限制大气氧对电解质膜的平稳供应并因此降低燃料电池的性能。而且，当与阳极相比，阴极中产生的水连续增加时，可能发生水从阴极向阳极的反扩散，这也会引起阳极中的 溢流并因此阻碍氢经由阳极催化剂层被供应至电解质膜。

   因此，理想的是阴极和阳极的催化剂层均具有高疏水性，使得从燃料电池的电化 学反应中产生的水可以被平稳排放。

不同类型的疏水材料即防水材料，由于其广泛的应用前景而受到大家的广泛关注。目前疏水表面已经通过接触角测量的手段进行表征。膜电极疏水性的接触触角测量能很好的验证其改性后的效果。接下来我们看看膜电极MEA的静态接触角测量。

 从定义理解，静态接触角测量中，是将一个固定的液滴放置在材料表面，分析液滴接触后的形状，这个方法简单易懂，是任何表面润湿性表征最常用的方法。

膜电极MEA接触角测量治具

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