双极膜亦称双极性膜,是特种离子交换膜,它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜,作为H+和OH-离子源。双极膜按宏观膜体结构分可分为均相双极膜和异相双极膜。阴、阳离子交换膜层热压成型法的基本过程是将干燥的阴、阳离子交换膜层叠放在用聚四氟乙烯薄膜覆盖的不锈钢板中,排除内部气泡,加热加压制得双极膜。由这种方法制得的双极膜,可能会因为阴、阳两膜层的相互渗透,固定基团的静电相互作用,在中间界面层形成高电阻区域,使双极膜的工作电压升高。燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。可否知道大连化物所如何看待Fumatech膜
阴离子交换膜的本质是一种碱性电解质,对阴离子具有选择透过性作用,因此还被称为离子选择透过性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等阳离子作为活性的交换基团,并且在阴极产生OH-作为载流子,经过阴离子交换膜的选择透过性作用移动到阳极。阴离子交换膜具有非常宽泛的应用,它是分离装置、提纯装置以及电化学组件中的重要组成部分,在氯碱工业、水处理工业、重金属回收、湿法冶金以及电化学工业等领域都起到举足轻重的作用。近年来,随着新型化学电源的发展,阴离子交换膜作为电池隔膜在液流储能电池、碱性阴离子交换膜燃料电池、新型超级电容器等方面的应用也得到关注和研究。有谁知道康明斯使用Fumatech膜电化学反应是属于电化学范畴的化学反应。
双极膜虽然是一种新膜(与其他高分子膜200余年发展历史相比而言),但它的研究可追溯到50年代中期。其发展过程可划分为三个阶段:第1阶段50年代中期至80年代初期,这是双极膜发展十分缓慢的时期,双极膜只是由两片阴阳离子膜直接压制,性能很差,水分解电压比理论压降高几十倍,应用研究是以水解离为基础的实验室阶段;第二阶段从80年代初至90初,由于双极膜制备技术的改进,成功地研制了单片型双极膜,其性能很大程度的提高,已经在制酸碱和脱硫技术得到了成功应用,这一阶段出现了商品双极膜;从90年代初至今是双极膜得到迅猛发展的时期,随着对双极膜工作过程机理的深入研究,从膜结构、膜材料和制备过程上进行了重大改进,使制得的双极性膜在性能上有较大提高,其中主要是对阴膜和阳膜接触界面的改进,从较初简单的“层压型”或“涂层型”结构到80年代初开始出现的单片型结构,随后又出现带有中间“催化层”的复杂结构。我国在双极膜的研发工作从上世纪90年代才开始,起步比较晚,直到近几年才出现了商品化双极膜。双极膜的应用从化工行业已扩展到生命科学、环境科学和能源等诸多相关国际民生行业中,作为一种新型工具来解决这些领域中的技术难题。
离子交换膜的性能:1、机械强度膜的机械强度包括膜的爆破强度和抗拉强度以及抗弯强度和柔韧性能。爆破强度是指膜受到垂直方向的压力时,所能承受的较高压力,采用水压爆破法测定,以单位面积上所受压力表示(MPa),它是表明膜的机械强度的重要指标。抗拉强度是指膜受到平等方向的拉力时,所能宾较高拉力,以单位面积上所受接力表示(MPa)。膜的机械强度主要决定地的化学结构、增强材料等。增强的交联度可提高膜的机械强度,而增设交换容量和含水量会使强度下降。一般使用膜的尖大于0.3MPa。2、化学性能指膜的耐酸碱、耐溶剂、耐氧化、耐辐照、耐温、耐有机污染等性能。电解水本身是中性,可以加入其他离子,或者可经过半透膜分离而生成两种性质的水。
质子交换膜(PEM)是质子交换膜燃料电池(PEMFuelCell)的重点部件,PEM与一般化学电源中使用的隔膜有区别。质子交换膜燃料电池已成为汽油内燃机动力较具竞争力的洁净取代动力源。用作PEM的材料应该满足以下条件:良好的质子电导率、水分子在膜中的电渗透作用小、气体在膜中的渗透性尽可能小、电化学稳定性好、干湿转换性能好、具有一定的机械强度、可加工性好、价格适当。现阶段分为:全氟磺酸型质子交换膜;nafion重铸膜;非氟聚合物质子交换膜;新型复合质子交换膜等等。燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。怎样知道上海应用所怎样测试Fumatech膜
离子交换膜的化学性能指膜的耐酸碱、耐溶剂、耐氧化、耐辐照、耐温、耐有机污染等性能。可否知道大连化物所如何看待Fumatech膜
氢氧燃料电池的主要特点1.产物是水,清洁环保;2.容易持续通氢气和氧气,产生持续电流;3.能量转换率较高,超过80%(普通燃烧能量转换率30%多);4.可以组合为燃料电池发电站,排放废弃物少,噪音低,绿色发电站。作为极具发展前途的新动力电源,氢氧燃料电池的应用领域是多方面的:大型电站发电、便携移动电源、应急电源、家庭电源、飞机、汽车、军舰。将电池反应产物(水)通过电解器转变成反应物(氢和氧),再重复使用以产生电能的燃料电池,由燃料电池和电解器两部分组成。可以作为大功率太阳电池阵电源系统的贮能装置。有日照时,太阳电池阵提供电能给航天器负载,还用于将水电解成氢和氧,使部分电能贮存起来。航天器进入阴影区太阳电池不能发电或供电不足时,由这种燃料电池供电。氢氧燃料电池是不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置。可否知道大连化物所如何看待Fumatech膜
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