在(zai)全(quan)球能(neng)源轉(zhuan)型的浪潮中，燃料電池作(zuo)為壹種高效、清(qing)潔(jie)的(de)能(neng)源轉(zhuan)換(huan)裝置(zhi)，正逐(zhu)漸嶄(zhan)露(lu)頭角，成(cheng)為能(neng)源領(ling)域的新曙光(guang)。燃料電池的(de)工(gong)作(zuo)原理基(ji)於電化學反(fan)應，它(ta)能(neng)夠將(jiang)燃料（如氫(qing)氣、甲(jia)醇(chun)等）和氧(yang)化劑（如氧(yang)氣或空氣）中(zhong)的化學能(neng)直接轉化為電能(neng)，這壹過程(cheng)不(bu)經(jing)過燃燒，因(yin)此(ci)避免了傳統(tong)能(neng)源轉(zhuan)換(huan)方式(shi)中能(neng)量的(de)大量損(sun)耗(hao)，顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)了(le)能(neng)源利(li)用效率(lv)。

燃料電池的(de)陽極(ji)漿(jiang)料是(shi)壹種由(you)多(duo)種關鍵成(cheng)分(fen)組成(cheng)的(de)特(te)殊材(cai)料，其(qi)成(cheng)分(fen)的精確(que)配(pei)比和(he)良(liang)好(hao)的性能(neng)是燃料電池高(gao)效運(yun)行(xing)的基(ji)礎。以質子(zi)交(jiao)換(huan)膜燃料電池為例，陽極(ji)漿(jiang)料通(tong)常主要(yao)包(bao)含催(cui)化劑、導(dao)電劑、粘(zhan)結劑(ji)和溶劑等成(cheng)分(fen) 。其(qi)中(zhong)，催(cui)化劑是(shi)陽極(ji)漿(jiang)料的(de)核(he)心成(cheng)分(fen)之壹，常用(yong)的(de)催(cui)化劑為鉑(bo)（Pt）基(ji)催(cui)化劑，如 Pt-C 催(cui)化劑；導(dao)電劑則(ze)起到(dao)傳導(dao)電子的(de)關鍵作(zuo)用，常見的導(dao)電劑有(you)炭(tan)黑(hei)等，它(ta)能(neng)夠在(zai)陽極(ji)漿(jiang)料中(zhong)構(gou)建(jian)起良(liang)好(hao)的電子傳導(dao)網(wang)絡(luo)；粘(zhan)結劑(ji)的作用是將催(cui)化劑、導(dao)電劑等(deng)成(cheng)分(fen)牢(lao)固(gu)地(di)粘(zhan)結在(zai)壹起，並使(shi)陽極(ji)漿(jiang)料能(neng)夠均勻地附著在電極基(ji)體上，保(bao)證電極結(jie)構(gou)的穩定性和完整(zheng)性；溶劑在陽極(ji)漿(jiang)料中(zhong)主要(yao)起到(dao)分散和溶(rong)解其(qi)他(ta)成(cheng)分(fen)的作用(yong)，使(shi)各種成(cheng)分(fen)能(neng)夠均勻混合，形(xing)成(cheng)穩定的(de)漿(jiang)料體系。

壹、為什麽(me)要(yao)對燃料電池陽極(ji)漿(jiang)料進(jin)行(xing)品質管(guan)控？

（壹）確(que)保(bao)電池性能(neng)穩定

陽極(ji)漿(jiang)料的(de)品(pin)質是(shi)燃料電池性能(neng)穩定的(de)基(ji)石，其(qi)對(dui)電池性能(neng)的影(ying)響(xiang)貫穿(chuan)於(yu)電池的(de)整(zheng)個(ge)工(gong)作(zuo)過程(cheng)。當陽極(ji)漿(jiang)料的(de)分(fen)散性不(bu)佳時(shi)，首當-其(qi)沖的是(shi)電池內(nei)阻會顯著增(zeng)加。這(zhe)是(shi)因(yin)為在分(fen)散性差的漿(jiang)料中(zhong)，導(dao)電劑無法(fa)均勻地分布(bu)在(zai)整(zheng)個(ge)體系中，難(nan)以構(gou)建(jian)起高(gao)效的(de)電子傳導(dao)網(wang)絡(luo)。在(zai)燃料電池汽車中(zhong)，如果陽極(ji)漿(jiang)料品(pin)質不(bu)佳，車(che)輛(liang)在(zai)加速(su)、爬(pa)坡等需要(yao)高功率的(de)工(gong)況下(xia)，可(ke)能(neng)會出(chu)現動力(li)不(bu)足、響(xiang)應(ying)遲緩等問題(ti)，嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)駕駛(shi)體驗和車(che)輛(liang)的(de)實用性 。

（二(er)）降(jiang)低生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)

對陽極(ji)漿(jiang)料進(jin)行(xing)嚴格(ge)的品(pin)質管(guan)控，是降(jiang)低燃料電池生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)的關鍵環(huan)節(jie)。在(zai)生(sheng)產(chan)過程(cheng)中(zhong)，高品質的(de)陽極(ji)漿(jiang)料能(neng)夠減(jian)少因(yin)漿(jiang)料問(wen)題(ti)導(dao)致(zhi)的生(sheng)產(chan)浪費(fei)。當陽極(ji)漿(jiang)料的(de)品(pin)質不(bu)穩定時(shi)，可(ke)能(neng)會出(chu)現批(pi)次(ci)間(jian)性能(neng)差異較(jiao)大(da)的(de)情況。這(zhe)就(jiu)意(yi)味(wei)著在生(sheng)產(chan)過程(cheng)中(zhong)，為了保(bao)證產(chan)品質量(liang)，可(ke)能(neng)需要(yao)對不(bu)合格(ge)的批(pi)次(ci)進(jin)行(xing)返(fan)工(gong)處(chu)理，或者(zhe)直接報廢，這無疑(yi)會(hui)浪(lang)費大量(liang)的原(yuan)材料(liao)、人(ren)力(li)和時(shi)間(jian)成(cheng)本(ben) 。從(cong)長期來(lai)看，品質優良的陽極(ji)漿(jiang)料能(neng)夠使(shi)燃料電池在(zai)穩定的(de)狀態下(xia)運(yun)行(xing)，減少(shao)因(yin)性能(neng)波(bo)動對電池組(zu)件造(zao)成(cheng)的(de)損(sun)害，從(cong)而(er)延(yan)長電池的(de)整(zheng)體使(shi)用(yong)壽命。

二(er)、陽極(ji)漿(jiang)料分(fen)散性：品質管(guan)控的 “核(he)心密碼(ma)"

在陽極(ji)漿(jiang)料的(de)品(pin)質管(guan)控體系中，分(fen)散性對陽極(ji)漿(jiang)料的(de)性能(neng)起著決定(ding)性的影(ying)響(xiang) 。當陽極(ji)漿(jiang)料中(zhong)的(de)各種成(cheng)分(fen)，如催(cui)化劑、導(dao)電劑等(deng)能(neng)夠均勻分散時，就(jiu)如同訓(xun)練有(you)素(su)的團隊成(cheng)員(yuan)各司(si)其(qi)職且(qie)緊密協(xie)作，能(neng)夠充分發(fa)揮各自的(de)作用。相(xiang)反(fan)，若陽極(ji)漿(jiang)料的(de)分(fen)散性不(bu)佳，催(cui)化劑容(rong)易(yi)團聚在(zai)壹起，部分(fen)催(cui)化劑的(de)活性位點被包(bao)裹在團聚體內(nei)部，無法(fa)與氫氣(qi)分子(zi)充分接觸(chu)，導(dao)致(zhi)催(cui)化活性降(jiang)低。導(dao)電劑的(de)團聚則(ze)會破(po)壞電子傳導(dao)網(wang)絡(luo)，使(shi)電子傳輸(shu)受阻，電池內(nei)阻增大，性能(neng)嚴重(zhong)下降(jiang) 。例如，在(zai)壹些早(zao)期的(de)燃料電池研(yan)發(fa)中，由(you)於對(dui)陽極(ji)漿(jiang)料分(fen)散性的控制(zhi)技(ji)術不(bu)成(cheng)熟(shu)，導(dao)致(zhi)電池的(de)性能(neng)波(bo)動較(jiao)大(da)，無法(fa)滿(man)足實際應用(yong)的(de)需求(qiu) 。

三、燃料電池陽極(ji)漿(jiang)料品(pin)質管(guan)控新手段-低場(chang)核(he)磁法(fa)

準(zhun)確(que)評估(gu)陽極(ji)漿(jiang)料的(de)分(fen)散性，是優化分散工(gong)藝(yi)、保(bao)證產(chan)品質量(liang)的關鍵環(huan)節(jie)，然(ran)而(er)傳統(tong)檢測(ce)手段存(cun)在諸(zhu)多(duo)局(ju)限。

激(ji)光粒度儀(yi)在(zai)檢測(ce)時，很(hen)容易(yi)受到(dao)樣(yang)品(pin)粘(zhan)度的(de)影(ying)響(xiang)，當漿(jiang)料粘(zhan)度較(jiao)高(gao)時(shi)，測量(liang)結(jie)果會(hui)出(chu)現(xian)較(jiao)大(da)偏差，而(er)且(qie)它(ta)無法(fa)實現原(yuan)位(wei)分析(xi)，不(bu)能(neng)實時追(zhui)蹤分散過程(cheng)中(zhong)的變化。粘(zhan)度法(fa)作(zuo)為壹種間(jian)接檢測(ce)方法(fa)，準(zhun)確(que)度較(jiao)低，因(yin)為漿(jiang)料的(de)粘(zhan)度不(bu)僅(jin)與分散性有關，還受到(dao)其(qi)他(ta)多(duo)種因(yin)素(su)的影(ying)響(xiang)，很難(nan)單(dan)純(chun)通(tong)過粘(zhan)度來(lai)判斷分(fen)散性的好壞。SEM/TEM雖(sui)然(ran)能(neng)直觀看到(dao)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)的分散狀態，但(dan)由(you)於視(shi)野(ye)範(fan)圍(wei)小，觀察(cha)到(dao)的區域具(ju)有很(hen)大的(de)偶然性，不(bu)能(neng)代表整(zheng)體的分散情況。

低場(chang)核(he)磁檢測(ce)技(ji)術的(de)出(chu)現，為燃料電池陽極(ji)漿(jiang)料分(fen)散性檢測(ce)帶(dai)來(lai)了革新。大部分(fen)的漿(jiang)料都(dou)是屬(shu)於懸(xuan)浮液(ye)體系。不(bu)穩定的(de)懸(xuan)浮液(ye)在(zai)靜(jing)止狀態下(xia)發(fa)生絮(xu)凝，並由(you)於重(zhong)力(li)作用(yong)而(er)很(hen)快分(fen)層，分散的目(mu)的就是(shi)要(yao)在產(chan)品的(de)有效期內(nei)抗絮凝、防(fang)止分層，維持懸(xuan)浮顆(ke)粒的(de)均勻分布(bu)，提(ti)高(gao)產(chan)品的(de)穩定性。

低場(chang)核(he)磁弛豫(yu)技(ji)術對(dui)懸(xuan)浮液(ye)體系的變(bian)化(hua)非(fei)常敏感，當樣(yang)品(pin)發(fa)生沈降(jiang)、團聚、絮(xu)凝時(shi)，核(he)磁儀器(qi)可(ke)以非(fei)常靈(ling)敏的捕(bu)捉(zhuo)到(dao)這些變化，並通(tong)過T2弛豫(yu)時(shi)間(jian)的(de)變(bian)化呈現(xian)量(liang)化信(xin)息(xi)，不(bu)僅(jin)可(ke)以原(yuan)位(wei)監(jian)測體系的變(bian)化(hua)過程(cheng)，也(ye)能(neng)計算(suan)出(chu)沈降(jiang)速率(lv)。

低場(chang)核(he)磁在漿(jiang)料體系的技(ji)術優勢

-樣(yang)品(pin)全(quan)穿透(tou)性：與光學技(ji)術相(xiang)比，低場(chang)核(he)磁技(ji)術對(dui)樣(yang)品(pin)是(shi)全(quan)穿透(tou)分(fen)析(xi)，樣(yang)品(pin)顏(yan)色(se)、狀態、濃(nong)度不(bu)影(ying)響(xiang)測試(shi)；

-制(zhi)樣(yang)簡(jian)單(dan)：無需(xu)復雜(za)制(zhi)樣(yang)，高(gao)效測(ce)試(shi)；

-非(fei)破(po)壞性檢測(ce)：無須(xu)額(e)外(wai)樣(yang)品(pin)處(chu)理，不(bu)影(ying)響(xiang)漿(jiang)料原(yuan)始(shi)狀態。

-快(kuai)速分(fen)析(xi)：每(mei)次(ci)測(ce)量(liang)約(yue)1分鐘或更(geng)短(duan)，可(ke)實現在(zai)線監(jian)測。

-高(gao)重(zhong)復性：弛豫時間(jian)和(he)擴(kuo)散系數(shu)測(ce)量(liang)結(jie)果穩定可(ke)靠，避免人(ren)為誤差(cha)。

-適用於多(duo)種漿(jiang)料體系：可(ke)適用於不(bu)同成(cheng)分(fen)和粘(zhan)度的(de)漿(jiang)料，對(dui)不(bu)透光(guang)、高濃(nong)度漿(jiang)料體系適用。

陽極(ji)漿(jiang)料的(de)品(pin)質管(guan)控對於(yu)燃料電池的(de)性能(neng)、成(cheng)本(ben)和穩定性起著決定(ding)性作用，是燃料電池產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)關鍵環(huan)節(jie) 。在(zai)當前全(quan)球積(ji)極(ji)推動能(neng)源轉(zhuan)型、大力(li)發(fa)展(zhan)清(qing)潔能(neng)源的(de)背景下，燃料電池作(zuo)為壹種高效、清(qing)潔(jie)的(de)能(neng)源轉(zhuan)換(huan)裝置(zhi)，其(qi)市(shi)場(chang)前景極為廣闊(kuo) 。隨著燃料電池應(ying)用(yong)領域的(de)不(bu)斷拓(tuo)展(zhan)，從(cong)交(jiao)通(tong)運(yun)輸到(dao)分布(bu)式(shi)發(fa)電，從(cong)便(bian)攜式(shi)電源到(dao)航空航天等領(ling)域，對(dui)陽極(ji)漿(jiang)料的(de)品(pin)質要(yao)求(qiu)也(ye)將(jiang)越(yue)來(lai)越(yue)高 。

低場(chang)核(he)磁這種先(xian)進(jin)技(ji)術在(zai)陽極(ji)漿(jiang)料品(pin)質管(guan)控中展(zhan)現(xian)出了巨大(da)的(de)優勢和潛(qian)力(li)，為提(ti)高(gao)檢測(ce)效率(lv)和(he)準(zhun)確(que)性提(ti)供了有(you)力(li)的技(ji)術支(zhi)持。未(wei)來(lai)，隨著科(ke)技(ji)的不(bu)斷進(jin)步(bu)，我(wo)們有理由(you)期待更(geng)多(duo)新技(ji)術、新(xin)方(fang)法(fa)的(de)湧現，進壹步(bu)完(wan)善(shan)陽極(ji)漿(jiang)料的(de)品(pin)質管(guan)控體系 。