質(zhì)子交換膜具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，性能優(yōu)于非氟或者部分氟化交換膜。質(zhì)子交換膜根據(jù)含氟情況進(jìn)行分類，主要可分為四類，全氟質(zhì)子交換膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜、復(fù)合膜。由于全氟磺酸樹脂(PFSA)分子的主鏈具有聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和較高的力學(xué)強(qiáng)度，聚合物膜的使用壽命較長(zhǎng)；同時(shí)分子支鏈上的親水性磺酸基團(tuán)能夠吸附水分子，具有優(yōu)良的離子傳導(dǎo)特性。由于非氟質(zhì)子膜在苛刻的電池工作環(huán)境中很快會(huì)降解破壞，無法具備全氟磺酸離子膜的優(yōu)異性能。雙極膜它通常由陽(yáng)離子交換層、中間界面親水層和陰離子交換層復(fù)合而成。河北離子Fumatech膜系統(tǒng)工程
質(zhì)子交換膜的膜電極通過熱壓將陰極、陽(yáng)極（氣體擴(kuò)散電極）與質(zhì)子交換膜復(fù)合在一起而形成的，討論的質(zhì)子交換膜和催化劑就包括在膜電極中，除此以外，還包括陰陽(yáng)極的擴(kuò)散層。其結(jié)構(gòu)為了使電化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行，多孔氣體擴(kuò)散電極必須具備質(zhì)子、電子、反應(yīng)氣體和水的連續(xù)通道。組成MEA的電極材料，電極的制作工藝與方法等決定了其基本性能膜電極性能不只依賴于電催化劑活性，還與電極中四種通道的構(gòu)成及各種成分的配比、電極孔分布與孔隙率、電導(dǎo)等因素密切相關(guān)。MEA中貴金屬Pt的用量也與電極的制作方法有直接的關(guān)系。河北離子Fumatech膜壽命電化學(xué)反應(yīng)過程中常伴隨著電極表面析氫、析氧和析氯的電極反應(yīng)。
電堆運(yùn)行時(shí)，質(zhì)子交換膜需要保持一定的濕度，反應(yīng)生成的水需要排除。不同形態(tài)的水的遷移、傳輸、生成、凝結(jié)對(duì)電堆的穩(wěn)定運(yùn)行都有很大影響，這就產(chǎn)生了發(fā)電系統(tǒng)的水、熱管理問題。通常情況下，電堆均需使用復(fù)雜的純水增濕輔助系統(tǒng)用于增濕質(zhì)子交換膜，以免電極“干死”(質(zhì)子交換膜傳導(dǎo)質(zhì)子能力下降，甚至損壞)；同時(shí)又必須及時(shí)將生成的水排出，以防電極“淹死”。由于發(fā)電機(jī)的運(yùn)行溫度一般在80℃左右，此時(shí)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效能較好，因此反應(yīng)氣體進(jìn)入電堆前需要預(yù)加熱，這一過程通常與氣體的加濕過程同時(shí)進(jìn)行；電堆發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的熱量將使電堆溫度升高，必須采取適當(dāng)?shù)睦鋮s措施，可以保持發(fā)電機(jī)電堆工作溫度穩(wěn)定。這些通常用熱交換器與純水增濕裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。
離子交換膜均相膜的電化學(xué)性能較為優(yōu)良，但常需其他纖維來增強(qiáng)，力學(xué)性能較差。非均相膜的電化學(xué)性能比均相膜差，而力學(xué)性能較優(yōu)，由于疏水性的高分子成膜材料和親水性的離子交換樹脂之間粘結(jié)力弱，常存在縫隙而影響離子選擇透過性。離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學(xué)性能的重要指標(biāo)。水在膜中的滲透率就是離子在透過膜時(shí)帶過去的水量。實(shí)用上水滲透率是膜的一個(gè)性能，其值愈大，在電滲析時(shí)水損失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水滲透率遠(yuǎn)低于親水性高分子材料膜。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。
陰離子交換膜是新型能量轉(zhuǎn)換裝置的重要構(gòu)成部分，其使用性能是否符合要求是新能源電池能否得到商業(yè)化應(yīng)用的基本前提，所以各國(guó)對(duì)陰離子交換膜的研究爭(zhēng)先恐后，相繼開發(fā)出具有不同結(jié)構(gòu)、應(yīng)用于不同類型電池的電解質(zhì)隔膜。我國(guó)中科院化物所及各高校也紛紛加大了電池及其膜材料的研究力度，近年來也取得了一定成果，這也是我國(guó)新能源技術(shù)研究與利用的重要組成部分。離子交換膜燃料電池也稱聚合物電解質(zhì)燃料電池或質(zhì)子交換膜燃料電池。正、負(fù)極均用載鉑的催化劑電極材料直接壓在膜的兩邊，形成所謂“零間隙”，電池結(jié)構(gòu)緊湊。由于使川鉑作電催化劑，可在4}一6I1℃工作。離子交換膜應(yīng)有良好的離子導(dǎo)電能力，耐氧化，穩(wěn)定性好并能防止氣體穿透，常用全氟磺酸型漠，但價(jià)貴。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。江蘇氧化還原液流電池Fumatech膜技術(shù)好嗎
半均相離子交換膜是將活性基團(tuán)引入高分子支持物制成的。河北離子Fumatech膜系統(tǒng)工程
質(zhì)子交換膜的雙極板主要有石墨集流板、金屬雙極板、復(fù)合型雙極板等幾種類型。雙極板面向電極的表面刻有用于燃料和氧氣（空氣）流動(dòng)的溝槽。雙極板中間的溝槽是冷卻水的通道，用來帶走反應(yīng)生成的余熱量，目前，制作雙極板的材料通常采用的材料是碳質(zhì)材料（石墨）、金屬材料（表面改性的金屬）及金屬與碳質(zhì)的復(fù)合材料（炭黑一聚合物合成材料）。目前，質(zhì)子交換膜燃料電池普遍采用的雙極板是石墨板和金屬板。石墨雙極板有純石墨雙極板和模鑄石墨雙極板兩種形式。純石墨雙極板的制備工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，不適于規(guī)模生產(chǎn)。河北離子Fumatech膜系統(tǒng)工程
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