誰(shuí)知道大陸制氫使用Fumatech膜

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-04-20

質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc),具有零污染、轉(zhuǎn)化效率高、功率密度大、噪音低、可再生等特點(diǎn),已成為被全球寄予厚望的綠色能源。甚至有人認(rèn)為,質(zhì)子交換燃料電池是人類未來(lái)能源的主要解決方案。質(zhì)子交換膜主要用于交通運(yùn)輸、便攜式電源等領(lǐng)域,特別是電動(dòng)汽車(chē)行業(yè),被認(rèn)為是燃料電池的較佳利用形式。影響燃料電池汽車(chē)發(fā)展較大的因素是居高不下的成本問(wèn)題,使用昂貴的質(zhì)子交換膜、貴金屬鉑作為催化劑、石墨雙極板高昂的加工成本等,導(dǎo)致質(zhì)子交換膜燃料電池成本約為汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)成本的10~20倍。燃料電池用燃料和氧氣作為原料,同時(shí)沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)部件,故排放出的有害氣體極少,使用壽命長(zhǎng)。誰(shuí)知道大陸制氫使用Fumatech膜

質(zhì)子交換膜燃料電池的基本結(jié)構(gòu)主要由質(zhì)子交換膜、催化劑層、擴(kuò)散層、集流板(又稱雙極板)組成。聚合物電解質(zhì)膜被碳基催化劑所覆蓋,催化劑直接與擴(kuò)散層和電解質(zhì)兩者接觸以求達(dá)到較大的相互作用面。催化劑構(gòu)成電極,在其之上直接為擴(kuò)散層。電解質(zhì)、催化劑層和氣體擴(kuò)散層的組合被稱為膜片-電極組件。質(zhì)子交換膜(PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池的主要部件,是一種厚度只為50~180um的薄膜片,其微觀結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。它為質(zhì)子傳遞提供通道,同時(shí)作為隔膜將陽(yáng)極的燃料與陰極的氧化劑隔開(kāi),其性能好壞直接影響電池的性能和壽命;哪里可知華杰恒信使用Fumatech膜燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的"發(fā)電機(jī)"。

燃料電池的電極是燃料發(fā)生氧化反應(yīng)與氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所,其性能的好壞關(guān)鍵在于觸媒的性能、電極的材料與電極的制程等。電極主要可分為兩部分,其一為陽(yáng)極(Anode),另一為陰極(Cathode),厚度一般為200-500mm;其結(jié)構(gòu)與一般電池之平板電極不同之處,在于燃料電池的電極為多孔結(jié)構(gòu),所以設(shè)計(jì)成多孔結(jié)構(gòu)的主要原因是燃料電池所使用的燃料及氧化劑大多為氣體(例如氧氣、氫氣等),而氣體在電解質(zhì)中的溶解度并不高,為了提高燃料電池的實(shí)際工作電流密度與降低極化作用,故發(fā)展出多孔結(jié)構(gòu)的的電極,以增加參與反應(yīng)的電極表面積,而此也是燃料電池當(dāng)初所以能從理論研究階段步入實(shí)用化階段的重要關(guān)鍵原因之一。目前高溫燃料電池之電極主要是以觸媒材料制成,例如固態(tài)氧化物燃料電池(簡(jiǎn)稱SOFC)的Y2O3-stabilized-ZrO2(簡(jiǎn)稱YSZ)及熔融碳酸鹽燃料電池(簡(jiǎn)稱MCFC)的氧化鎳電極等,而低溫燃料電池則主要是由氣體擴(kuò)散層支撐一薄層觸媒材料而構(gòu)成,例如磷酸燃料電池(簡(jiǎn)稱PAFC)與質(zhì)子交換膜燃料電池(簡(jiǎn)稱PEMFC)的白金電極等。

質(zhì)子交換膜(PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFuelCell)的重點(diǎn)部件,PEM與一般化學(xué)電源中使用的隔膜有區(qū)別。質(zhì)子交換膜燃料電池已成為汽油內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力較具競(jìng)爭(zhēng)力的潔凈取代動(dòng)力源。用作PEM的材料應(yīng)該滿足以下條件:良好的質(zhì)子電導(dǎo)率、水分子在膜中的電滲透作用小、氣體在膜中的滲透性盡可能小、電化學(xué)穩(wěn)定性好、干濕轉(zhuǎn)換性能好、具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、可加工性好、價(jià)格適當(dāng)?,F(xiàn)階段分為:全氟磺酸型質(zhì)子交換膜;nafion重鑄膜;非氟聚合物質(zhì)子交換膜等等。電解水通常是指含鹽(如氯化鈉)的水經(jīng)過(guò)電解之后所生成的產(chǎn)物。

氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的裝置。氫氧燃料電池的反應(yīng)物都在電池外部它只是提供一個(gè)反應(yīng)的容器氫氣和氧氣都可以由電池外提供。燃料電池是一種化學(xué)電池,它利用物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋出的能量,直接將其變換為電能。從這一點(diǎn)看,它和其他化學(xué)電池如鋅錳干電池、鉛蓄電池等是類似的。但是,它工作時(shí)需要連續(xù)地向其供給反應(yīng)物質(zhì)——燃料和氧化劑,這又和其他普通化學(xué)電池不大一樣。由于它是把燃料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)釋出的能量變?yōu)殡娔茌敵?,所以被稱為燃料電池。燃料電池其原理是一種電化學(xué)裝置,其組成與一般電池相同。是否有報(bào)道中瑞電極怎樣測(cè)試Fumatech膜

電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中常伴隨著電極表面析氫、析氧和析氯的電極反應(yīng);誰(shuí)知道大陸制氫使用Fumatech膜

離子交換膜的性能:選擇透過(guò)性反映膜對(duì)不同離子的選擇透過(guò)能力,用離子遷移數(shù)(t)和膜的透過(guò)度(p)來(lái)表示。膜內(nèi)離子遷移數(shù)即某一種離子在膜內(nèi)的遷移量與全部離子在膜內(nèi)的遷移量的比值。或者也可用離子遷移所帶電量之比來(lái)表示。對(duì)于理想的離子交換膜,反離子的遷移數(shù)為1,同名離子的遷移數(shù)為0.實(shí)際上由于各種因素的影響,反離子在膜內(nèi)的實(shí)際遷移可能達(dá)到1。有兩種方法可以得到膜的離子遷移數(shù),一是膜電位法,將膜在兩種不同濃度的同類電解質(zhì)中測(cè)定其膜電位,再由膜電位計(jì)算遷移數(shù)。另一種方法是,在外加直流電場(chǎng)下,在電滲析槽中直接測(cè)定膜的遷移數(shù)。一般要求,實(shí)用的離子交換膜透過(guò)度大于85%,反離子遷移數(shù)大于0.9,并希望在高濃度電解質(zhì)中仍有良好的選擇透過(guò)性。誰(shuí)知道大陸制氫使用Fumatech膜

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