質(zhì)子交換膜燃料電池的基本結(jié)構(gòu)主要由質(zhì)子交換膜、催化劑層、擴(kuò)散層、集流板（又稱雙極板）組成。聚合物電解質(zhì)膜被碳基催化劑所覆蓋，催化劑直接與擴(kuò)散層和電解質(zhì)兩者接觸以求達(dá)到較大的相互作用面。催化劑構(gòu)成電極，在其之上直接為擴(kuò)散層。電解質(zhì)、催化劑層和氣體擴(kuò)散層的組合被稱為膜片-電極組件。質(zhì)子交換膜(PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池的主要部件，是一種厚度只為50～180um的薄膜片，其微觀結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。它為質(zhì)子傳遞提供通道，同時(shí)作為隔膜將陽極的燃料與陰極的氧化劑隔開，其性能好壞直接影響電池的性能和壽命；雙極膜電滲析由于能耗低,模式化設(shè)計(jì)和操作簡便高效,很多食品和醫(yī)療行業(yè)。江蘇進(jìn)口Fumatech膜代理商
燃料電池的優(yōu)點(diǎn)1、比能量高：液氫燃料電池的比能量是鎳鎘電池的800倍,直接甲醇燃料電池的比能量比鋰離子電池(能量密度較高的充電電池)高10倍以上。目前,燃料電池的實(shí)際比能量盡管只有理論值的10%,但仍比一般電池的實(shí)際比能量高很多。2、輻射少：燃料電池結(jié)構(gòu)簡單,輻射少,損耗少。即使在11MW級(jí)的燃料電池發(fā)電廠附近,所測得的輻射也很少。3、燃料范圍廣：對(duì)于燃料電池而言,只要含有氫原子的物質(zhì)都可以作為燃料,例如天然氣、石油、煤炭等化石產(chǎn)物,或是沼氣、酒精、甲醇等,因此燃料電池非常符合能源多樣化的需求,可減緩主流能源的耗竭。4、可靠性高：當(dāng)燃料電池的負(fù)載有變動(dòng)時(shí),它會(huì)很快響應(yīng)。無論處于額定功率以上過載運(yùn)行或低于額定功率運(yùn)行,它都能承受且效率變化不大。由于燃料電池的運(yùn)行高度可靠,可作為各種應(yīng)急電源和不間斷電源使用。江蘇碳?xì)浠衔颋umatech膜怎么樣目前,燃料電池的實(shí)際比能量盡管只有理論值的10%,但仍比一般電池的實(shí)際比能量高很多。
燃料與氧化劑的化學(xué)能通過電化學(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)過熱機(jī)過程,不受卡諾循環(huán)限制,因而能量轉(zhuǎn)化效率高,且無污染,正在成為理想的能源利用方式。
離子交換膜的性能：選擇透過性反映膜對(duì)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(duì)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(jì)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)。質(zhì)子交換膜不只具有阻隔作用，還具有傳導(dǎo)質(zhì)子的作用。
電滲析利用離子交換膜來分離不同的溶質(zhì)離子。在電場作用下溶液中的帶電的溶質(zhì)離子通過膜而遷移的現(xiàn)象稱為電滲析。利用電滲析進(jìn)行提純和分離物質(zhì)的技術(shù)稱為電滲析法，較初用于海水淡化，現(xiàn)在普遍用于化工、輕工、冶金、造紙、醫(yī)藥工業(yè)，環(huán)保中。燃料電池是一種通過電化學(xué)反應(yīng)直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪褐绷麟姷难b置。燃料電池的膜電極由氣體擴(kuò)散層、陽極催化層、離子交換膜、陰極催化層和氣體擴(kuò)散層構(gòu)成。氫燃料電池陽極和陰極之間由質(zhì)子交換膜隔開，它是電池的主要部件，對(duì)電池性能起著關(guān)鍵作用。離子交換膜在液流儲(chǔ)能電池、堿性陰離子交換膜燃料電池、新型超級(jí)電容器等方面的應(yīng)用也得到關(guān)注和研究。江蘇進(jìn)口Fumatech膜代理商
均相離子交換膜均相離子交換膜系將活性基團(tuán)引入一惰性支持物中制成。江蘇進(jìn)口Fumatech膜代理商
雙極膜是一種新型的離子交換復(fù)合膜，它通常由陽離子交換層(N型膜)、中間界面親水層(催化層)和陰離子交換層(P型膜)復(fù)合而成，是真正意義上的反應(yīng)膜。中間界面層的厚度為納米級(jí)，在直流電場作用下，中間界面層的水發(fā)生解離，在膜兩側(cè)分別得到氫離子和氫氧根離子。利用這一特點(diǎn),將雙極膜與其他陰陽離子交換膜組合成的雙極膜電滲析系統(tǒng)，能夠在不引入新組分的情況下將水溶液中的鹽轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的酸和堿，這種方法稱為雙極膜電滲析法。雙極膜技術(shù)改變了傳統(tǒng)工業(yè)分離和制備過程，雙極膜電滲析法不只用于制備酸和堿，若將其與單極膜巧妙地組合起來，在資源回收、化工生產(chǎn)和污染控制等方面均有寬泛應(yīng)用。江蘇進(jìn)口Fumatech膜代理商
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