質(zhì)子交換膜燃料電池具有工作溫度低、啟動快、比功率高、結構簡單、操作方便等優(yōu)點，被公認為電動汽車、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)過膜從陽極到達陰極，與外電路的電子轉(zhuǎn)移構成回路，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，導電性迅速下降，阻礙了通過適當提高工作溫度來提高電極反應速度和克服催化劑中毒的難題；(3)某些碳氫化合物，如甲醇等，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。電化學是研究兩類導體形成的帶電界面現(xiàn)象及其上所發(fā)生的變化的科學。離子Fumatech膜官網(wǎng)
燃料電池的電極是燃料發(fā)生氧化反應與氧化劑發(fā)生還原反應的電化學反應場所，其性能的好壞關鍵在于觸媒的性能、電極的材料與電極的制程等。電極主要可分為兩部分，其一為陽極（Anode），另一為陰極（Cathode），厚度一般為200－500mm；其結構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構，所以設計成多孔結構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際工作電流密度與降低極化作用，故發(fā)展出多孔結構的的電極，以增加參與反應的電極表面積，而此也是燃料電池當初所以能從理論研究階段步入實用化階段的重要關鍵原因之一。河北進口Fumatech膜價格離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料制成的薄膜。
影響質(zhì)子交換膜工作性能的因素主要來自三個方面：一是電堆的技術狀況；二是燃料電池的工作條件；三是整個燃料電池系統(tǒng)的水管理和熱管理。與電堆本身相關的影響質(zhì)子交換膜工作性能的因素有：膜電極的結構、制備方式和條件：質(zhì)子交換膜的類型、厚度、預處理情況、傳導質(zhì)子的能力、機械強度、化學和熱穩(wěn)定性能：催化劑的含量和制備方法；雙極板的結構和流場設計等。與燃料電池的工作條件相關的，影響質(zhì)子交換膜工作性能的因素有電流密度、工作電壓、反應氣體壓力、工作溫度、氣體組成等。質(zhì)子交換膜燃料電池因采用較薄的固體聚合物膜作電解質(zhì)而具有非常好的放電性能，通過優(yōu)化反應氣體壓力、工作溫度和氣體組成等條件，可以使質(zhì)子交換膜燃料電池的性能維持在較高的水平。
電解質(zhì)隔膜的主要功能在分隔氧化劑與還原劑，并傳導離子，故電解質(zhì)隔膜越薄越好，但亦需顧及強度，就現(xiàn)階段的技術而言，其一般厚度約在數(shù)十毫米至數(shù)百毫米；至于材質(zhì)，目前主要朝兩個發(fā)展方向，其一是先以石棉（Asbestos）膜、碳化硅SiC膜、鋁酸鋰（LiAlO3）膜等絕緣材料制成多孔隔膜，再浸入熔融鋰－鉀碳酸鹽、氫氧化鉀與磷酸等中，使其附著在隔膜孔內(nèi)，另一則是采用全氟磺酸樹脂（例如PEMFC）及YSZ（例如SOFC）。集電器又稱作雙極板，具有收集電流、分隔氧化劑與還原劑、疏導反應氣體等之功用，集電器的性能主要取決于其材料特性、流場設計及其加工技術。雙極膜是新型的離子交換復合膜，它通常由陽離子交換層、中間界面親水層和陰離子交換層復合而成。
燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。燃料電池理論上可在接近100%的熱效率下運行，具有很高的經(jīng)濟性。目前實際運行的各種燃料電池，由于種種技術因素的限制，再考慮整個裝置系統(tǒng)的耗能，總的轉(zhuǎn)換效率多在45%～60%范圍內(nèi)，如考慮排熱利用可達80%以上。此外，燃料電池裝置不含或含有很少的運動部件，工作可靠，較少需要維修，且比傳統(tǒng)發(fā)電機組安靜。另外電化學反應清潔、完全，很少產(chǎn)生有害物質(zhì)。所有這一切都使得燃料電池被視作是一種很有發(fā)展前途的能源動力裝置。燃料電池是一種電化學的發(fā)電裝置,等溫的按電化學方式,直接將化學能轉(zhuǎn)化為電能而不必經(jīng)過熱機過程,不受卡諾循環(huán)限制,因而能量轉(zhuǎn)化效率高,且無污染,正在成為理想的能源利用方式。電化學反應過程中常伴隨著電極表面析氫、析氧和析氯的電極反應。河北質(zhì)子交換Fumatech膜怎么樣
隨著燃料電池技術不斷成熟及西氣東輸工程提供了充足天然氣源,燃料電池的商業(yè)化應用存在著廣闊的發(fā)展前景。離子Fumatech膜官網(wǎng)
雙極膜雖然是一種新膜(與其他高分子膜200余年發(fā)展歷史相比而言)，但它的研究可追溯到50年代中期。其發(fā)展過程可劃分為三個階段：第1階段50年代中期至80年代初期，這是雙極膜發(fā)展十分緩慢的時期，雙極膜只是由兩片陰陽離子膜直接壓制，性能很差，水分解電壓比理論壓降高幾十倍，應用研究是以水解離為基礎的實驗室階段；第二階段從80年代初至90初，由于雙極膜制備技術的改進，成功地研制了單片型雙極膜，其性能很大程度的提高，已經(jīng)在制酸堿和脫硫技術得到了成功應用，這一階段出現(xiàn)了商品雙極膜；從90年代初至今是雙極膜得到迅猛發(fā)展的時期，隨著對雙極膜工作過程機理的深入研究，從膜結構、膜材料和制備過程上進行了重大改進，使制得的雙極性膜在性能上有較大提高，其中主要是對陰膜和陽膜接觸界面的改進，從較初簡單的“層壓型”或“涂層型”結構到80年代初開始出現(xiàn)的單片型結構，隨后又出現(xiàn)帶有中間“催化層”的復雜結構。我國在雙極膜的研發(fā)工作從上世紀90年代才開始，起步比較晚，直到近幾年才出現(xiàn)了商品化雙極膜。雙極膜的應用從化工行業(yè)已擴展到生命科學、環(huán)境科學和能源等諸多相關國際民生行業(yè)中，作為一種新型工具來解決這些領域中的技術難題。離子Fumatech膜官網(wǎng)
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