質(zhì)子交換膜燃料電池的工作性能與反應(yīng)氣體的體積分?jǐn)?shù)有關(guān)，而體積分?jǐn)?shù)又與氣體壓力有關(guān)。工作氣體壓力的提高能夠增加質(zhì)子交換膜燃料電池的電動勢，還會降低質(zhì)子交換膜燃料電池的電化學(xué)極化和濃度極化。不過反應(yīng)氣體壓力的提高也會增加PEMFC系統(tǒng)的能耗。但總而言之氣體壓力越高，燃料電池性能越好，尤其是陰極的反應(yīng)物，即氧氣或空氣的壓力對電池性能的影響更大。當(dāng)H2／空氣的壓力為0。3MPa/0。3MPa時的性能就優(yōu)于H2／空氣的壓力為0。1MPa。同時為了減少氫氣和氧氣通過交換膜相互擴(kuò)散，避免氫氧混合物引起危險，又應(yīng)盡可能減少膜兩側(cè)的壓力差。離子交換膜在液流儲能電池、堿性陰離子交換膜燃料電池等方面的應(yīng)用也得到關(guān)注和研究。進(jìn)口Fumatech膜官網(wǎng)
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，又稱電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。由于燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)把燃料的化學(xué)能中的吉布斯自由能部分轉(zhuǎn)換成電能，不受卡諾循環(huán)效應(yīng)的限制，因此效率高；另外，燃料電池用燃料和氧氣作為原料，同時沒有機(jī)械傳動部件，故排放出的有害氣體極少，使用壽命長。由此可見，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)。廣東杜邦對比Fumatech膜燃料電池工作時，燃料和氧化劑由外部供給進(jìn)行反應(yīng)。
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)。
氫氧燃料電池以氫氣作燃料為還原劑，氧氣作氧化劑，通過燃料的燃燒反應(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，向氫電極供應(yīng)氫氣，同時向氧電極供應(yīng)氧氣。氫、氧氣在電極上的催化劑作用下，通過電解質(zhì)生成水。這時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)過程就能連續(xù)進(jìn)行。工作時向負(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)的逆過程。燃料電池是把所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置；
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；同時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)境中很快會降解破壞，無法具備全氟磺酸離子膜的優(yōu)異性能。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。河北燃料電池Fumatech膜工藝
雙極膜是一種新型離子交換復(fù)合膜。進(jìn)口Fumatech膜官網(wǎng)
質(zhì)子交換膜(PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFuelCell）的重點部件，PEM與一般化學(xué)電源中使用的隔膜有區(qū)別。質(zhì)子交換膜燃料電池已成為汽油內(nèi)燃機(jī)動力較具競爭力的潔凈取代動力源。用作PEM的材料應(yīng)該滿足以下條件：良好的質(zhì)子電導(dǎo)率、水分子在膜中的電滲透作用小、氣體在膜中的滲透性盡可能小、電化學(xué)穩(wěn)定性好、干濕轉(zhuǎn)換性能好、具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、可加工性好、價格適當(dāng)。現(xiàn)階段分為:全氟磺酸型質(zhì)子交換膜；nafion重鑄膜；非氟聚合物質(zhì)子交換膜等等。進(jìn)口Fumatech膜官網(wǎng)
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