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。燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置。上海德國(guó)Fumatech膜工藝

質(zhì)子交換膜的抗拉強(qiáng)度。膜的抗拉強(qiáng)度與膜的厚度成正比，也與環(huán)境有關(guān)，通常在保證膜的抗拉強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量減小膜的厚度。膜的含水率。每克干膜的含水量稱為膜的含水率，可用百分?jǐn)?shù)表示。含水率對(duì)膜電解質(zhì)的質(zhì)子傳遞能力影響很大，還會(huì)影響到氧在膜中的溶解擴(kuò)散。含水率越高，質(zhì)子擴(kuò)散因子和滲透率也越大，膜電阻隨之下降，但同時(shí)膜的強(qiáng)度也有所下降。膜的溶脹度是指離子膜在給定的溶液中浸泡后，離子膜的面積或體積變化的百分率，即浸液后的體積（面積）和干膜的體積（面積）的差值與干膜的體積（面積）的百分比。膜的溶脹度表示反應(yīng)中膜的變形程度。溶脹度高，在水合和脫水時(shí)會(huì)由于膜的溶脹而造成電極的變形和質(zhì)子交換膜局部應(yīng)力的增大，從而造成電池性能的下降。河北電解水用Fumatech膜電解質(zhì)隔膜的主要功能在分隔氧化劑與還原劑，并傳導(dǎo)離子，故電解質(zhì)隔膜越薄越好。

燃料與氧化劑的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)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(yùn)行，具有很高的經(jīng)濟(jì)性。目前實(shí)際運(yùn)行的各種燃料電池，由于種種技術(shù)因素的限制，再考慮整個(gè)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(dá)80%以上。此外，燃料電池裝置不含或含有很少的運(yùn)動(dòng)部件，工作可靠，較少需要維修，且比傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組安靜。另外電化學(xué)反應(yīng)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(dòng)力裝置。燃料電池是一種電化學(xué)的發(fā)電裝置,等溫的按電化學(xué)方式,直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能而不必經(jīng)過(guò)熱機(jī)過(guò)程,不受卡諾循環(huán)限制,因而能量轉(zhuǎn)化效率高,且無(wú)污染,正在成為理想的能源利用方式。同時(shí),隨著燃料電池技術(shù)不斷成熟,以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(yīng)用存在著廣闊的發(fā)展前景。

離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對(duì)溶液里的離子具有選擇透過(guò)能力的高分子膜。因?yàn)橐话阍趹?yīng)用時(shí)主要是利用它的離子選擇透過(guò)性，所以也稱為離子選擇透過(guò)性膜。fumatech離子交換膜應(yīng)用的膜主要由聚合物組成，一小部分由陶瓷組成。它們都很薄，為了使其穩(wěn)定，fumatech膜由相同或異物的支撐結(jié)構(gòu)組成。fumatech離子交換膜主要用于物質(zhì)分離，在許多情況下，常規(guī)分離工藝已被膜工業(yè)應(yīng)用所取代。fumatech膜工藝通常很便宜，并且具有節(jié)能的特點(diǎn)。燃料電池的單體電池是由正負(fù)兩個(gè)電極(負(fù)極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。

PAFC的電解質(zhì)為濃磷酸水溶液，而PEMFC電解質(zhì)為質(zhì)子導(dǎo)電性聚合物系的膜。電極均采用碳的多孔體，為了促進(jìn)反應(yīng)，以Pt作為觸媒，燃料氣體中的CO將造成中毒，降低電極性能。為此，在PAFC和PEMFC應(yīng)用中必須限制燃料氣體中含有的CO量，特別是對(duì)于低溫工作的PEMFC更應(yīng)嚴(yán)格地加以限制。磷酸燃料電池的基本組成和反應(yīng)原理是：燃料氣體或城市煤氣添加水蒸氣后送到改質(zhì)器，把燃料轉(zhuǎn)化成H2、CO和水蒸氣的混合物，CO和水進(jìn)一步在移位反應(yīng)器中經(jīng)觸媒劑轉(zhuǎn)化成H2和CO2。經(jīng)過(guò)如此處理后的燃料氣體進(jìn)入燃料堆的負(fù)極(燃料極)，同時(shí)將氧輸送到燃料堆的正極(空氣極)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，借助觸媒劑的作用迅速產(chǎn)生電能和熱能；燃料電池具有組裝式結(jié)構(gòu),安裝維修方便,不需要很多輔助設(shè)施。膜加濕器Fumatech膜技術(shù)怎么樣

質(zhì)子交換膜燃料電池工作溫度低、啟動(dòng)快、比功率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。上海德國(guó)Fumatech膜工藝

質(zhì)子交換膜制作雙極板的材料為降低成本，改進(jìn)加工性能，開(kāi)發(fā)出了模鑄石墨雙極板。模鑄石墨雙極板制備簡(jiǎn)單，但模鑄雙極板的導(dǎo)電性不如純石墨板，黏結(jié)材料的降解還可能影響雙極板的壽命，并且在加工細(xì)流道和脫模過(guò)程中也存在困難。金屬雙極板的優(yōu)點(diǎn)是適于規(guī)模生產(chǎn)，而且成本較低。但金屬雙極板需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是提高它的耐腐蝕能力。為改善其在電池工作條件下的抗腐蝕性能，可以采用經(jīng)表面改性的金屬材料（如鈦、不銹鋼和Ni基合金等）制備（防止金屬雙極板發(fā)生腐蝕的方法包括改變合金的組成與制備工藝、表面改性等。金屬材料的表面改性是非常有效的手段，改性的方法包括電鍍或化學(xué)鍍貴金屬或?qū)щ娀衔?、采用焙燒等方法制備?dǎo)電復(fù)合氧化物層等。上海德國(guó)Fumatech膜工藝

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