燃料电池又称电化学发电器,是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高;另外,燃料电池用燃料和氧气作为原料,同时没有机械传动部件,故排放出的有害气体极少,使用寿命长。由此可见,从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是较有发展前途的发电技术。电解质起传递离子和分离燃料气、氧化气的作用。为阻挡两种气体混合导致电池内短路,电解质通常为致密结构。山东质子交换Fumatech膜氢分离
燃料电池是一种能量转化装置,它是按电化学原理,即原电池工作原理,等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能,因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子,电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下,通过电解质迁移到阳极上,与燃料气反应,构成回路,产生电流。同时,由于本身的电化学反应以及电池的内阻,燃料电池还会产生一定的热量。电池的阴、阳两极除传导电子外,也作为氧化还原反应的催化剂。当燃料为碳氢化合物时,阳极要求有更高的催化活性。阴、阳两极通常为多孔结构,以便于反应气体的通入和产物排出。电解质起传递离子和分离燃料气、氧化气的作用。上海质子交换Fumatech膜技术怎么样燃料电池其原理是一种电化学装置,其组成与一般电池相同。
影响质子交换膜工作性能的因素:一是电堆的技术状况;二是燃料电池的工作条件;三是整个燃料电池系统的水管理和热管理。与电堆本身相关的影响质子交换膜工作性能的因素有:膜电极的结构、制备方式和条件:质子交换膜的类型、厚度、预处理情况、传导质子的能力、机械强度、化学和热稳定性能:催化剂的含量和制备方法;双极板的结构和流场设计等。与燃料电池的工作条件相关的,影响质子交换膜工作性能的因素有电流密度、工作电压、反应气体压力、工作温度、气体组成等。质子交换膜燃料电池因采用较薄的固体聚合物膜作电解质而具有非常好的放电性能,通过优化反应气体压力、工作温度和气体组成等条件,可以使质子交换膜燃料电池的性能维持在较高的水平。
膜的离子迁移数有两种方法解释,一是膜电位法,将膜在两种不同浓度的同类电解质中测定其膜电位,再由膜电位计算迁移数。另一种方法是,在外加直流电场下,在电渗析槽中直接测定膜的迁移数。一般要求,实用的离子交换膜透过度大于85%,反离子迁移数大于0。9,并希望在高浓度电解质中仍有良好的选择透过性。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),是表明膜的机械强度的重要指标。燃料电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。
质子交换膜的膜电极通过热压将阴极、阳极(气体扩散电极)与质子交换膜复合在一起而形成的,讨论的质子交换膜和催化剂就包括在膜电极中,除此以外,还包括阴阳极的扩散层。其结构为了使电化学反应顺利进行,多孔气体扩散电极必须具备质子、电子、反应气体和水的连续通道。组成MEA的电极材料,电极的制作工艺与方法等决定了其基本性能膜电极性能不只依赖于电催化剂活性,还与电极中四种通道的构成及各种成分的配比、电极孔分布与孔隙率、电导等因素密切相关。MEA中贵金属Pt的用量也与电极的制作方法有直接的关系。影响质子交换膜工作性能的因素:电堆的技术状况。山东阴离子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。山东质子交换Fumatech膜氢分离
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。燃料电池理论上可在接近100%的热效率下运行,具有很高的经济性。目前实际运行的各种燃料电池,由于种种技术因素的限制,再考虑整个装置系统的耗能,总的转换效率多在45%~60%范围内,如考虑排热利用可达80%以上。此外,燃料电池装置不含或含有很少的运动部件,工作可靠,较少需要维修,且比传统发电机组安静。另外电化学反应清洁、完全,很少产生有害物质。所有这一切都使得燃料电池被视作是一种很有发展前途的能源动力装置。燃料电池是一种电化学的发电装置,等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无污染,正在成为理想的能源利用方式。同时,随着燃料电池技术不断成熟,以及西气东输工程提供了充足天然气源,燃料电池的商业化应用存在着广阔的发展前景。山东质子交换Fumatech膜氢分离
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