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影響質(zhì)子交換膜工作性能的因素主要來(lái)自三個(gè)方面：一是電堆的技術(shù)狀況；二是燃料電池的工作條件；三是整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的水管理和熱管理。與電堆本身相關(guān)的影響質(zhì)子交換膜工作性能的因素有：膜電極的結(jié)構(gòu)、制備方式和條件：質(zhì)子交換膜的類型、厚度、預(yù)處理情況、傳導(dǎo)質(zhì)子的能力、機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)和熱穩(wěn)定性能：催化劑的含量和制備方法；雙極板的結(jié)構(gòu)和流場(chǎng)設(shè)計(jì)等。與燃料電池的工作條件相關(guān)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(yīng)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(guò)優(yōu)化反應(yīng)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。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入，反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除，燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。哪里可知考特利爾用哪一款Fumatech膜

質(zhì)子交換膜的雙極性集流板簡(jiǎn)稱為雙極板，又稱集流板，放置在膜電極的兩側(cè)，分別稱為陽(yáng)極集流板和陰板集流板，是電池的重要部件之一，其作用是阻隔和傳送燃料與氧化劑，收集和傳導(dǎo)電流，導(dǎo)熱，將各個(gè)單電池串聯(lián)起來(lái)并通過(guò)流場(chǎng)為反應(yīng)氣體進(jìn)入電極及水的排出提供通道。對(duì)雙極板的設(shè)計(jì)要求，具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱能力，良好的氣體阻隔能力，良好的力學(xué)性能，耐腐蝕以及低成本，適于大規(guī)模生產(chǎn)等。低成本材料對(duì)于大規(guī)模的汽車應(yīng)用尤其重要。然而，即使采用無(wú)孔碳板作為極板的原材料，雙極板的加工成本依然較高。哪里可知中電豐業(yè)用哪一款Fumatech膜離子交換膜在液流儲(chǔ)能電池、堿性陰離子交換膜燃料電池等方面的應(yīng)用也得到關(guān)注和研究。

基膜兩側(cè)分別引入陰、陽(yáng)離子交換基團(tuán)法的基本過(guò)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(yáng)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(guò)氧化苯甲酰的混合溶液制得基膜，通過(guò)覆蓋保護(hù)的方法，一側(cè)氯磺化、水解得陽(yáng)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(xiàng)技術(shù)是要控制好陰、陽(yáng)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(shí)對(duì)磺化時(shí)間和氯甲基化時(shí)間加以控制。這種方法制得的雙極膜，即使工作相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間后，也不會(huì)在兩膜層出現(xiàn)氣泡或液泡，兩膜層不會(huì)分離，離子交換基團(tuán)基本不會(huì)損失。一膜層在另一膜層上電沉積成型法的基本過(guò)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。

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(guò)程可劃分為三個(gè)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(shí)期，雙極膜只是由兩片陰陽(yáng)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(yīng)用研究是以水解離為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)室階段；第二階段從80年代初至90初，由于雙極膜制備技術(shù)的改進(jìn)，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(shù)得到了成功應(yīng)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(shí)期，隨著對(duì)雙極膜工作過(guò)程機(jī)理的深入研究，從膜結(jié)構(gòu)、膜材料和制備過(guò)程上進(jìn)行了重大改進(jìn)，使制得的雙極性膜在性能上有較大提高，其中主要是對(duì)陰膜和陽(yáng)膜接觸界面的改進(jìn)，從較初簡(jiǎn)單的“層壓型”或“涂層型”結(jié)構(gòu)到80年代初開始出現(xiàn)的單片型結(jié)構(gòu)，隨后又出現(xiàn)帶有中間“催化層”的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。液氫燃料電池的比能量是鎳鎘電池的800倍,直接甲醇燃料電池的比能量比鋰離子電池高10倍以上。

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，其性能好壞直接影響電池的性能和壽命。燃料電池以天然氣等富氫氣體為燃料時(shí),二氧化碳的排放量比熱機(jī)過(guò)程減少40%,這對(duì)緩解溫室效應(yīng)很重要。有誰(shuí)知道Areva用多少Fumatech膜

目前,燃料電池的實(shí)際比能量盡管只有理論值的10%,但仍比一般電池的實(shí)際比能量高很多。哪里可知考特利爾用哪一款Fumatech膜

為了提高質(zhì)子交換膜的性能，對(duì)質(zhì)子交換膜的改進(jìn)研究正不斷進(jìn)行著。從近兩年的文獻(xiàn)報(bào)道看，改進(jìn)方法可采用以下幾種方法：（1）有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜，依靠納米顆粒尺寸小和比表面積大的特點(diǎn)提高復(fù)合膜的保水能力，從而達(dá)到擴(kuò)大質(zhì)子交換膜燃料電池工作溫度范圍的目的；（2）對(duì)質(zhì)子交換膜的骨架材料進(jìn)行改進(jìn)，針對(duì)目前較常用的Nafion®；膜的缺點(diǎn)，或在Nafion®膜基礎(chǔ)上改進(jìn)，或另選用新型骨架材料；（3）對(duì)膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，特別是增加其中微孔，以使成膜方便，并解決催化劑中毒的問題。另外，除了這3種改進(jìn)，現(xiàn)有的許多研究都或多或少的采用了納米技術(shù)，使材料更小，性能更佳。哪里可知考特利爾用哪一款Fumatech膜

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