引言：燃料電池(fuel cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置，根據電解質不同分為堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池和質子交換膜燃料電池 (PEMFC)。

PEMFC簡介

質子交換膜（PEM）燃料電池是指以質子導電膜為電解質，同時作為電化學電池中的隔膜，將陽極與陰極分離。由于這種類型的燃料電池膜電解質在質子上起作用，因此可以使用任何易于氧化的富氫燃料，例如氫氣、低級醇（甲醇、乙醇）和酸（甲酸）。

作用原理

全氟磺酸質子交換膜

質子交換膜是氫燃料電池的核心關鍵材料,其耐久性直接影響著質子交換膜燃料電池的使用壽命。全氟磺酸膜是目前質子交換膜燃料電池中使用*多的一類質子交換膜，由電中性半結晶聚合物四氟乙烯主鏈和與主鏈連接的側鏈磺酸（ SO³- ）基團組成，因此，全氟磺酸膜具有化學穩定性好、強度高和磺酸根親水性強、電導率高的優點。

全氟磺酸膜的分類

為了解決全氟磺酸質子交換膜成本偏高、燃料滲透嚴重、高溫環境中易降解、當膜內含水量較低時電導率會明顯下降的問題,研究人員利用復合型膜材料開發新型質子膜。

全氟磺酸膜制備工藝

目前全氟磺酸膜的制備方法主要有熔融擠出成膜法和溶液成膜法。熔融擠出法制備工藝復雜，對設備要求很高，設備的造價也就很高。溶液成膜法包括溶液澆注成型法和溶液流延法，流延法適合大批量生產。

在成膜之前需要先制備樹脂溶液，乙醇水溶液、異丙醇水溶液、DMF、1 ,2丙二醇等均可制備樹脂溶液。但分散不均勻的樹脂溶液成膜后各個位置的厚度值偏差大,影響導電率，因此制備分散均勻的樹脂溶液是保障全氟磺酸膜良好性能的前提。

高壓分散提高成膜均勻性

ATS高壓均質機可將全氟磺酸樹脂均勻穩定分散至140nm左右，粒徑分布窄，長時間靜置后無分層，儲存穩定性好。

以上數據來自ATS復雜制劑中心

ATS提供從實驗型到大型生產不同階段需求的設備及技術解決方案，復雜制劑納米化設備研究中心配有全套實驗及檢測設備，支持客戶來樣寄樣。

參考文獻：

孟慶文,余國軍,何華.全氟磺酸樹脂的合成與應用.[j]有氟工業.2023

劉義鶴,江洪 .燃料電池質子交換膜技術發展現狀.[j]新材料產業. 2018 

唐志虎,梁立華,柳艷敏,張麗惠,蓋樹人.全氟磺酸質子膜成型工藝的研究進展.[j]信息記錄材料.2015