山東電解水用Fumatech膜氫分離

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-06-03

氫氧燃料電池以氫氣作燃料為還原劑,氧氣作氧化劑,通過(guò)燃料的燃燒反應(yīng),將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾姵?,與原電池的工作原理相同。氫氧燃料電池工作時(shí),向氫電極供應(yīng)氫氣,同時(shí)向氧電極供應(yīng)氧氣。氫、氧氣在電極上的催化劑作用下,通過(guò)電解質(zhì)生成水。這時(shí)在氫電極上有多余的電子而帶負(fù)電,在氧電極上由于缺少電子而帶正電。接通電路后,這一類似于燃燒的反應(yīng)過(guò)程就能連續(xù)進(jìn)行。工作時(shí)向負(fù)極供給燃料(氫),向正極供給氧化劑(氧氣)。氫在負(fù)極上的催化劑的作用下分解成正離子H+和電子e-。氫離子進(jìn)入電解液中,而電子則沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上,氧氣同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過(guò)程。電化學(xué)法處理含酚廢水過(guò)程中,重力環(huán)境下和重力攪拌環(huán)境下電極表面有氣泡富集、廢水中有氣泡分散。山東電解水用Fumatech膜氫分離

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。江蘇離子交換Fumatech膜替代杜邦燃料電池性能的好壞關(guān)鍵在于觸媒的性能、電極的材料與電極的制程等。

質(zhì)子交換膜的雙極性集流板簡(jiǎn)稱為雙極板,又稱集流板,放置在膜電極的兩側(cè),分別稱為陽(yáng)極集流板和陰板集流板,是電池的重要部件之一,其作用是阻隔和傳送燃料與氧化劑,收集和傳導(dǎo)電流,導(dǎo)熱,將各個(gè)單電池串聯(lián)起來(lái)并通過(guò)流場(chǎng)為反應(yīng)氣體進(jìn)入電極及水的排出提供通道。對(duì)雙極板的設(shè)計(jì)要求,具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱能力,良好的氣體阻隔能力,良好的力學(xué)性能,耐腐蝕以及低成本,適于大規(guī)模生產(chǎn)等。低成本材料對(duì)于大規(guī)模的汽車應(yīng)用尤其重要。

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(wèn)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(guò)程通常與氣體的加濕過(guò)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。交換容量交換容量是離子交換膜的關(guān)鍵參數(shù),一般交換容量高的膜,選擇透過(guò)性好,導(dǎo)電能力也強(qiáng)。

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。燃料電池是很有發(fā)展前途的新的動(dòng)力電源。燃料電池Fumatech膜工藝

雙極膜電滲析由于能耗低,模式化設(shè)計(jì)和操作簡(jiǎn)便高效,很多食品和醫(yī)療行業(yè),越來(lái)越傾向于采用這種技術(shù)。山東電解水用Fumatech膜氫分離

質(zhì)子交換膜的改進(jìn)方法,有有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合質(zhì)子交換膜,依靠納米顆粒尺寸小和比表面積大的特點(diǎn)提高復(fù)合膜的保水能力,從而達(dá)到擴(kuò)大質(zhì)子交換膜燃料電池工作溫度范圍的目的;對(duì)質(zhì)子交換膜的骨架材料進(jìn)行改進(jìn),針對(duì)目前較常用的膜的缺點(diǎn),或在膜基礎(chǔ)上改進(jìn),或另選用新型骨架材料;對(duì)膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,特別是增加其中微孔,以使成膜方便,并解決催化劑中毒的問(wèn)題。另外,除了這些改進(jìn),現(xiàn)有的許多研究都或多或少的采用了納米技術(shù),使材料更小,性能更佳。山東電解水用Fumatech膜氫分離

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