山東PEM水電解Fumatech膜替代杜邦

來源: 發(fā)布時間:2023-02-26

氫-氧燃料電池反應(yīng)原理這個反應(yīng)是電解水的逆過程。電極應(yīng)為:負(fù)極:H2+2OH-→2H2O+2e-。正極:1/2O2+H2O+2e-→2OH-。電池反應(yīng):H2+1/2O2==H2O。另外,只有燃料電池本體還不能工作,必須有一套相應(yīng)的輔助系統(tǒng),包括反應(yīng)劑供給系統(tǒng)、排熱系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電性能控制系統(tǒng)及安全裝置等。燃料電池通常由形成離子導(dǎo)電體的電解質(zhì)板和其兩側(cè)配置的燃料極(陽極)和空氣極(陰極)、及兩側(cè)氣體流路構(gòu)成,氣體流路的作用是使燃料氣體和空氣(氧化劑氣體)能在流路中通過。在實用的燃料電池中因工作的電解質(zhì)不同,經(jīng)過電解質(zhì)與反應(yīng)相關(guān)的離子種類也不同。質(zhì)子交換膜有非氟聚合物質(zhì)子交換膜。山東PEM水電解Fumatech膜替代杜邦

質(zhì)子交換膜燃料電池具有工作溫度低、啟動快、比功率高、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等優(yōu)點,被公認(rèn)為電動汽車、固定發(fā)電站等的首要選擇能源。在燃料電池內(nèi)部,質(zhì)子交換膜為質(zhì)子的遷移和輸送提供通道,使得質(zhì)子經(jīng)過膜從陽極到達(dá)陰極,與外電路的電子轉(zhuǎn)移構(gòu)成回路,向外界提供電流,因此質(zhì)子交換膜的性能對燃料電池的性能起著非常重要的作用,它的好壞直接影響電池的使用壽命。質(zhì)子交換膜存在下述缺點:(1)制作困難、成本高,全氟物質(zhì)的合成和磺化都非常困難,而且在成膜過程中的水解、磺化容易使聚合物變性、降解,使得成膜困難,導(dǎo)致成本較高;(2)對溫度和含水量要求高,Nafion®;系列膜的較佳工作溫度為70~90℃,超過此溫度會使其含水量急劇降低,導(dǎo)電性迅速下降,阻礙了通過適當(dāng)提高工作溫度來提高電極反應(yīng)速度和克服催化劑中毒的難題;(3)某些碳?xì)浠衔铮缂状嫉?,滲透率較高,不適合用作直接甲醇燃料電池(DMFC)的質(zhì)子交換膜。山東氧化還原液流電池Fumatech膜代理質(zhì)子交換膜可以向外界提供電流。

氫氧燃料電池以氫氣作燃料為還原劑,氧氣作氧化劑,通過燃料的燃燒反應(yīng),將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾姵兀c原電池的工作原理相同。氫氧燃料電池工作時,向氫電極供應(yīng)氫氣,同時向氧電極供應(yīng)氧氣。氫、氧氣在電極上的催化劑作用下,通過電解質(zhì)生成水。這時在氫電極上有多余的電子而帶負(fù)電,在氧電極上由于缺少電子而帶正電。接通電路后,這一類似于燃燒的反應(yīng)過程就能連續(xù)進(jìn)行。工作時向負(fù)極供給燃料(氫),向正極供給氧化劑(氧氣)。氫在負(fù)極上的催化劑的作用下分解成正離子H+和電子e-。氫離子進(jìn)入電解液中,而電子則沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上,氧氣同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。

質(zhì)子交換膜具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性,性能優(yōu)于非氟或者部分氟化交換膜。質(zhì)子交換膜根據(jù)含氟情況進(jìn)行分類,主要可分為四類,全氟質(zhì)子交換膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜、復(fù)合膜。由于全氟磺酸樹脂(PFSA)分子的主鏈具有聚四氟乙烯結(jié)構(gòu),具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和較高的力學(xué)強(qiáng)度,聚合物膜的使用壽命較長;同時分子支鏈上的親水性磺酸基團(tuán)能夠吸附水分子,具有優(yōu)良的離子傳導(dǎo)特性。由于非氟質(zhì)子膜在苛刻的電池工作環(huán)境中很快會降解破壞,無法具備全氟磺酸離子膜的優(yōu)異性能。燃料電池是把所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置;

質(zhì)子交換膜的流場板一般是指按一定間隔開槽的石墨板,開的槽子就是流道,在槽子之間形成流道間隔。流場的作用是引導(dǎo)反應(yīng)氣體的流動方向,確保反應(yīng)氣體均勻分配到電極各處,并經(jīng)擴(kuò)散層到達(dá)催化層進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。在常見的質(zhì)子交換膜燃料電池中,有的流場板與雙極板是分體的,如網(wǎng)狀流場板等;有的流場板與雙極板是一體的,如點狀流場和部分蛇形流場板等,與雙極板一體的流場除了具有上述流場板的功能以外,還要兼顧雙極板的作用。為提高電池反應(yīng)氣體的利用率,通常排放尾氣越少越好,流場設(shè)計得好壞直接影響電池尾氣的排放量。質(zhì)子交換膜可以實現(xiàn)系統(tǒng)更加簡化、功率更大的小型燃料電池組。江蘇德國Fumatech膜產(chǎn)品怎么樣

質(zhì)子交換膜具有質(zhì)子電導(dǎo)率高和化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點。山東PEM水電解Fumatech膜替代杜邦

基膜兩側(cè)分別引入陰、陽離子交換基團(tuán)法的基本過程是在聚合物基膜兩側(cè)分別用化學(xué)反應(yīng)方法引入陰、陽離子交換基團(tuán)而制得雙極膜。比如,將聚乙烯膜浸吸苯乙烯、二乙烯苯及過氧化苯甲酰的混合溶液制得基膜,通過覆蓋保護(hù)的方法,一側(cè)氯磺化、水解得陽膜層,另一側(cè)氯甲基化、胺化得陰膜層。該法很關(guān)鍵的一項技術(shù)是要控制好陰、陽膜層的厚度并且使兩者的界面平行于膜表面且兩者不相互滲透。所以基膜必須均質(zhì)平整,同時對磺化時間和氯甲基化時間加以控制。這種方法制得的雙極膜,即使工作相當(dāng)長時間后,也不會在兩膜層出現(xiàn)氣泡或液泡,兩膜層不會分離,離子交換基團(tuán)基本不會損失。一膜層在另一膜層上電沉積成型法的基本過程是將離子交換膜組裝在電解槽中,電解液里懸浮電性相反的離子交換樹脂粉末,通直流電使樹脂粒子沉積在膜的表面形成雙極膜。山東PEM水電解Fumatech膜替代杜邦

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