质子交换膜若氢由重整装置提供,则气流中将含有一些一氧化碳,或吸入的空气因来自被污染城市而含有一氧化碳,这都会造成毒化问题的产生。由一氧化碳引起的毒化是可逆的,但它增加了成本,且各个燃料电池需要单独处理。质子交换膜燃料电池的电极是一种典型的多孔气体扩散电极,一般由气体扩散层和催化层构成。扩散层是导电材料制成的多孔合成物,起着支撑催化层、收集电流的作用,并为电化学反应提供电子通道、气体通道和排水通道。催化层是进行电化学反应的区域,是电极的重要部分,其内部结构粗糙多孔,有足够的表面积以促进氢气和氧气的电化学反应。电极制作的好坏对电池的性能有重要影响。从理论上来讲,只要连续供给燃料,燃料电池便能连续发电,已被誉为是继水、火、核电之后的第四代发电技术。上海离子交换Fumatech膜物质分离怎么样
电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成,也可利用高压静电放电来实现(如氧通过无声放电管转变为臭氧),二者统称电化学,后者为电化学的一个分支,称放电化学。由于放电化学有了专门的名称,因而,电化学往往专门指“电池的科学”。电化学如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了宽泛的应用。当前世界上十分关注的研究课题,如能源、材料、环境保护、生命科学等等都与电化学以各种各样的方式关联在一起。上海质子交换Fumatech膜供应商燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时,二氧化碳的排放量比热机过程减少40%,这对缓解温室效应很重要。
质子交换膜燃料电池的基本结构主要由质子交换膜、催化剂层、扩散层、集流板(又称双极板)组成。聚合物电解质膜被碳基催化剂所覆盖,催化剂直接与扩散层和电解质两者接触以求达到较大的相互作用面。催化剂构成电极,在其之上直接为扩散层。电解质、催化剂层和气体扩散层的组合被称为膜片-电极组件。质子交换膜(PEM)是质子交换膜燃料电池的主要部件,是一种厚度只为50~180um的薄膜片,其微观结构非常复杂。它为质子传递提供通道,同时作为隔膜将阳极的燃料与阴极的氧化剂隔开,其性能好坏直接影响电池的性能和寿命;
一膜层在另一膜层上流延成型法的基本过程是在阴离子交换膜层上覆盖一层分散有阳离子交换树脂的聚合物溶液,或者在阳离子交换膜层上覆盖一层分散有阴离子交换树脂的聚合物溶液,经干燥而制得双极膜。也可以直接用液态的离子交换材料,如二-(2-乙烯基-己基)-焦磷酸、三辛基甲基氯化铵等,代替离子交换树脂分散的聚合物溶液。为了使两膜层能结合紧密,在覆盖前可对阴膜层或阳膜层的表面进行粗糙化处理,如砂纸打磨,表面压花(纹),等离子体表面蚀刻等。燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。
质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点,被公认为电动汽车、固定发电站等的首要选择能源。在燃料电池内部,质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道,使得质子经过膜从阳极到达阴极,与外电路的电子转移构成回路,向外界提供电流,因此质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用,它的好坏直接影响电池的使用寿命。质子交换膜存在下述缺点:(1)制作困难、成本高,全氟物质的合成和磺化都非常困难,而且在成膜过程中的水解、磺化容易使聚合物变性、降解,使得成膜困难,导致成本较高;(2)对温度和含水量要求高,Nafion®;系列膜的较佳工作温度为70~90℃,超过此温度会使其含水量急剧降低,导电性迅速下降,阻碍了通过适当提高工作温度来提高电极反应速度和克服催化剂中毒的难题;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。山东燃料电池Fumatech膜专业制氢
双极膜是一种新型离子交换复合膜。上海离子交换Fumatech膜物质分离怎么样
质子交换膜的改进方法,有有机/无机纳米复合质子交换膜,依靠纳米颗粒尺寸小和比表面积大的特点提高复合膜的保水能力,从而达到扩大质子交换膜燃料电池工作温度范围的目的;对质子交换膜的骨架材料进行改进,针对目前较常用的膜的缺点,或在膜基础上改进,或另选用新型骨架材料;对膜的内部结构进行调整,特别是增加其中微孔,以使成膜方便,并解决催化剂中毒的问题。另外,除了这些改进,现有的许多研究都或多或少的采用了纳米技术,使材料更小,性能更佳。上海离子交换Fumatech膜物质分离怎么样
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