PEM水電解Fumatech膜氫分離

離子交換膜的性能：選擇透過性反映膜對不同離子的選擇透過能力，用離子遷移數(shù)（t）和膜的透過度（p）來表示。膜內(nèi)離子遷移數(shù)即某一種離子在膜內(nèi)的遷移量與全部離子在膜內(nèi)的遷移量的比值?；蛘咭部捎秒x子遷移所帶電量之比來表示。對于理想的離子交換膜，反離子的遷移數(shù)為1，同名離子的遷移數(shù)為0.實(shí)際上由于各種因素的影響，反離子在膜內(nèi)的實(shí)際遷移可能達(dá)到1。有兩種方法可以得到膜的離子遷移數(shù)，一是膜電位法，將膜在兩種不同濃度的同類電解質(zhì)中測定其膜電位，再由膜電位計算遷移數(shù)。另一種方法是，在外加直流電場下，在電滲析槽中直接測定膜的遷移數(shù)。一般要求，實(shí)用的離子交換膜透過度大于85%，反離子遷移數(shù)大于0.9，并希望在高濃度電解質(zhì)中仍有良好的選擇透過性。質(zhì)子交換膜作用是分隔燃料和氧化劑、傳導(dǎo)質(zhì)子和絕緣電子。PEM水電解Fumatech膜氫分離

質(zhì)子交換膜的催化層可以分為常規(guī)憎水催化層、薄層親水催化層和超薄催化層。早期的催化層是常規(guī)的憎水催化層，厚度超過50um，主要是將鉑黑或碳載鉑催化劑和PTFE微?；旌虾?，經(jīng)絲網(wǎng)印刷、涂布和噴涂等方法涂覆到擴(kuò)散層上并經(jīng)熱處理制得。催化層中的PTFE提供了氣體擴(kuò)散通道，而催化劑則為電子和水的傳遞提供了通道。但是這種催化層質(zhì)子傳導(dǎo)能力較差，性能不高。后來，為了改進(jìn)這種催化層的質(zhì)子傳導(dǎo)能力并增加催化劑、反應(yīng)氣體和質(zhì)子交換膜三相界面的面積，又研制了薄層親水催化層和超薄催化層。廣東膜加濕器Fumatech膜氫分離從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來看，燃料電池是較有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。

氫氧燃料電池按電池結(jié)構(gòu)和工作方式分為離子膜、培根型和石棉膜三類。①離子膜氫氧燃料電池：用陽離子交換膜作電解質(zhì)的酸性燃料電池,現(xiàn)代采用全氟磺酸膜。電池放電時,在氧電極處生成水，通過燈芯將水吸出。這種電池在常溫下工作、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕,但離子交換膜內(nèi)阻較大,放電電流密度小。②培根型燃料電池：屬堿性電池。氫、氧電極都是雙層多孔鎳電極(內(nèi)外層孔徑不同)，加鉑作催化劑。電解質(zhì)為80%～85%的苛性鉀溶液，室溫下是固體，在電池工作溫度(204～260°C)下為液體。這種電池能量利用率較高，但自耗電大，起動和停機(jī)需較長的時間（起動需24小時，停機(jī)17小時）。③石棉膜燃料電池：也屬堿性電池。氫電極由多孔鎳片加鉑、鈀催化劑制成，氧電極是多孔銀極片，兩電極夾有含35%苛性鉀溶液的石棉膜，再以有槽鎳片緊壓在兩極板上作為集流器,構(gòu)成氣室,封裝成單體電池。放電時在氫電極一邊生成水,可以用循環(huán)氫的辦法排出,亦可用靜態(tài)排水法。這種電池的起動時間只15分鐘，并可瞬時停機(jī)。

質(zhì)子交換膜燃料電池曾采用酚醛樹脂磺酸型膜、聚苯乙烯磺酸型膜、聚三氟苯乙烯磺酸型膜和全氟磺酸型膜。研究表明，全氟磺酸型膜較適合作為質(zhì)子交換膜燃料電池的固體電解質(zhì)。雖然全氟磺酸膜具有良好的性能，但由于膜的結(jié)構(gòu)、工藝和生產(chǎn)批量等問題的存在，到目前為止，質(zhì)子交換膜的成本還非常高，因此需要尋找高性能低成本的替代膜。一個選擇是使用全氟磺酸材料與聚四氟乙烯(PTFE)的復(fù)合膜，其中PTFE是起強(qiáng)化作用的微孔介質(zhì)，而全氟磺酸材料則在微孔中形成質(zhì)子傳遞通道。燃料電池以天然氣等富氫氣體為燃料時,二氧化碳的排放量比熱機(jī)過程減少40%,這對緩解溫室效應(yīng)很重要。

離子交換膜分均相膜和非均相膜兩類，它們可以采用高分子的加工成型方法制造。①均相膜：先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜，然后引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜內(nèi)聚合成高分子，再通過化學(xué)反應(yīng)，引入所需的功能基團(tuán)。均相膜也可以通過單體如甲醛、苯酚、苯酚磺酸等直接聚合得到。②非均相膜：用粒度為200～400目的離子交換樹脂和尋常成膜性高分子材料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、氟橡膠等充分混合后加工成膜。無論是均相膜還是非均相膜，在空氣中都會失水干燥而變脆或破裂，故必須保存在水中。從理論上來講,只要連續(xù)供給燃料,燃料電池便能連續(xù)發(fā)電。上海富馬泰科Fumatech膜專業(yè)制氫

電解質(zhì)起傳遞離子和分離燃料氣、氧化氣的作用。為阻擋兩種氣體混合導(dǎo)致電池內(nèi)短路,電解質(zhì)通常為致密結(jié)構(gòu)。PEM水電解Fumatech膜氫分離

離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因?yàn)橐话阍趹?yīng)用時主要是利用它的離子選擇透過性，所以也稱為離子選擇透過性膜。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)。PEM水電解Fumatech膜氫分離

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