双极膜的商业化发展已有近30年历程,早期用于电渗析脱盐工艺,后来由于反渗透技术的飞速发展,成本和能耗的大幅下降,双极膜的发展陷于缓慢状态。但是近年来双极膜重回人们视野,迅速发展,其可低成本实现酸碱分离,在高盐废水资源回收、酸碱分离、有机酸回收等众多细分领域有极好的应用前景,并且被认为是零排放关键技术。高盐废水的处理问题,越来越成为必须解决的环境难题,严重制约着石油化工、生物制药、食品发酵、催化剂合成、碳纤维生产等工业生产。高盐废水难以生化降解,反渗透膜法通常只能浓缩到盐浓度5~8%,而采取热法蒸发成本较高,因此,当前尚缺乏经济可行的高盐废水处理办法。大量高盐废水的排放可能造成沙漠、土壤、地下水污染严重。双极膜电渗析技术可以实现盐水的直接分解成酸碱实现资源化回用,投资成本只为热法的30%,运行成本只为热法的10%,是一种经济可行,易于操作维护,安全可靠的浓盐处理技术,对真正实现零排放有着重要意义。燃料电池装置不含或含有很少的运动部件,工作可靠,较少需要维修,且比传统发电机组安静。上海德国Fumatech膜供应商
离子交换膜的性能是多方面的,必须根据膜的电化学性能、化学性能和物理力学性能对膜进行综合评价分析。一般商品膜常提供以下性能指标。1、交换容量交换容量是离子交换膜的关键参数,其单位为mmol/g。一般交换容量高的膜,选择透过性好,导电能力也强。但是由于活性基团一般具有亲水性,因此当活性基团含量高时,膜内水分与溶胀度会随之增大,从而影响膜的强度。有时也会因膜体结构过于疏松,而使膜的选择性下降。一般膜的交换容量约为2-3mmol/g。2、含水量指膜内与活性基团结合的内在水,经每克干膜所含水的克数表示(%)。的含水量与其交换容量和交联度有关,如上所说,随着交换容量提高,含水量增加。交联度大的膜由于膜结构,含水量也会相应降低。广东氧化还原液流电池Fumatech膜产品怎么样离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜。
一般的离子交换膜常提供部分性能指标,交换容量交换容量是离子交换膜的关键参数。一般交换容量高的膜,选择透过性好,导电能力也强。但是由于活性基团一般具有亲水性,因此当活性基团含量高时,膜内水分与溶胀度会随之增大,从而影响膜的强度。有时也会因膜体结构过于疏松,而使膜的选择性下降。含水量指膜内与活性基团结合的内在水,经每克干膜所含水的克数表示,含水量与其交换容量和交联度有关,随着交换容量提高,含水量增加。交联度大的膜由于膜结构,含水量也会相应降低。
质子交换膜(ProtonExchangeMembrane,PEM)是质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembraneFuelCell,PEMFC)的重点部件,对电池性能起着关键作用。它不只具有阻隔作用,还具有传导质子的作用。全质子交换膜主要用氟磺酸型质子交换膜;nafion重铸膜;非氟聚合物质子交换膜;新型复合质子交换膜等。质子交换膜燃料电池已成为汽油内燃机动力较具竞争力的洁净取代动力源.用作PEM的材料应该满足以下条件:(1)良好的质子电导率;(2)水分子在膜中的电渗透作用小;(3)气体在膜中的渗透性尽可能小;(4)电化学稳定性好;(5)干湿转换性能好;(6)具有一定的机械强度;(7)可加工性好、价格适当。现阶段分为:全氟磺酸型质子交换膜;nafion重铸膜;非氟聚合物质子交换膜;新型复合质子交换膜等等。燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。
质子交换膜的双极板主要有石墨集流板、金属双极板、复合型双极板等几种类型。双极板面向电极的表面刻有用于燃料和氧气(空气)流动的沟槽。双极板中间的沟槽是冷却水的通道,用来带走反应生成的余热量,目前,制作双极板的材料通常采用的材料是碳质材料(石墨)、金属材料(表面改性的金属)及金属与碳质的复合材料(炭黑一聚合物合成材料)。目前,质子交换膜燃料电池普遍采用的双极板是石墨板和金属板。石墨双极板有纯石墨双极板和模铸石墨双极板两种形式。燃料电池性能的好坏关键在于触媒的性能、电极的材料与电极的制程等。广东德国Fumatech膜代理
燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。上海德国Fumatech膜供应商
质子交换膜由于铂或铂合金作为催化剂的主要问题是成本太高,由于Pt的价格高、资源匮乏,使得质子交换膜燃料电池的成本居高不下,限制了大规模的应用,需要进一步降低铂的载量。一种方法是寻找新的价格较低的非铂,非贵金属催化剂;另一种方法是改进电极结构,有效利用铂催化剂,提高Pt的利用率,减少单位面积的使用量。铂或铂合金作为催化剂的主要的问题是其毒化问题。铂催化剂因极富活性而提供了优异的性能。该催化剂对一氧化碳和硫的生成物与氧相比有较高的亲和力,这种毒化效应强烈地制约了催化剂的高度活性,并阻碍了扩展到其中的氢或氧。使得电极反应不能发生,燃料电池性能递减。上海德国Fumatech膜供应商
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