燃料电池是将燃料和电解质的化学能直接转换成电能的发电装置,也是继火电、水电、核电之后的第四种发电装置,是当今发达国家十分重视的高新技术开发领域。氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂,氧气作氧化剂,通过燃料的燃烧反应,将化学能转变为电能的电池,与原电池的工作原理相同。氢氧燃料电池工作时,向氢电极供应氢气,同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下,通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电,在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后,这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(氧气)。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中,而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上,氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。燃料电池由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成;谁知道天津大陆使用Fumatech膜
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。谁知道中科科创如何看待Fumatech膜电解水本身是中性,可以加入其他离子,或者可经过半透膜分离而生成两种性质的水。
氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置。氢氧燃料电池的反应物都在电池外部它只是提供一个反应的容器氢气和氧气都可以由电池外提供。燃料电池是一种化学电池,它利用物质发生化学反应时释出的能量,直接将其变换为电能。从这一点看,它和其他化学电池如锌锰干电池、铅蓄电池等是类似的。但是,它工作时需要连续地向其供给反应物质——燃料和氧化剂,这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出,所以被称为燃料电池。
双极膜是特种离子交换膜,亦称双极性膜,它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜,作为H+和OH-离子源。双极膜按宏观膜体结构分可分为均相双极膜和异相双极膜。阴、阳离子交换膜层热压成型法的基本过程是将干燥的阴、阳离子交换膜层叠放在用聚四氟乙烯薄膜覆盖的不锈钢板中,排除内部气泡,加热加压制得双极膜。由这种方法制得的双极膜,可能会因为阴、阳两膜层的相互渗透,固定基团的静电相互作用,在中间界面层形成高电阻区域,使双极膜的工作电压升高。质子交换膜中,气体在膜中的渗透性很小。
质子交换膜燃料电池(pemfc),具有零污染、转化效率高、功率密度大、噪音低、可再生等特点,已成为被全球寄予厚望的绿色能源。甚至有人认为,质子交换燃料电池是人类未来能源的主要解决方案。质子交换膜主要用于交通运输、便携式电源等领域,特别是电动汽车行业,被认为是燃料电池的较佳利用形式。影响燃料电池汽车发展较大的因素是居高不下的成本问题,使用昂贵的质子交换膜、贵金属铂作为催化剂、石墨双极板高昂的加工成本等,导致质子交换膜燃料电池成本约为汽油、柴油发动机成本的10~20倍。质子交换膜主要用氟磺酸型质子交换膜。可否知道深圳绿航怎样测试Fumatech膜
阴离子交换膜是新型能量转换装置的重要构成部分,使用性能是否符合要求是新能源电池得到商业化应用的前提。谁知道天津大陆使用Fumatech膜
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;(3)某些碳氢化合物,如甲醇等,渗透率较高,不适合用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜。谁知道天津大陆使用Fumatech膜
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