質子交換膜的種類
2021-06-15 00:00
氫燃料電池是質子交換膜燃料電池。1)氫氣通過管道或氣體導流闆到達陽極。在陽極催化劑的作用下，氫分子離解成帶正電的氫離子(質子)，釋放出帶負電的電子。2)氫離子通過電解質(質子交換膜)到達陰極；電子通過外部電路到達陰極。
電子在外部電路中形成電流，通過适當的連接可以向負載輸出電能。3)在電池的另一端，氧氣(或空氣)通過管道或氣體導流闆到達陰極；在陰極催化劑的作用下，氧與氫離子和電子反應生成水。氫燃料電池采用質子交換膜，保證氫氧反應完全。順便補充一下，氫燃料電池的效率可以達到60%以上，現在還有不使用貴金屬鉑的催化劑。另外，内燃機的效率受卡諾循環的限制，所以它的效率是有上限的，而且總是很低。
膜狀材料還有以下缺點：1)制作難度大，成本高，全氟材料的合成和磺化非常困難，成膜過程中的水解和磺化容易使聚合物變性降解，成膜困難，導緻成本高；2)對溫度和含水量要求高，系列膜的工作溫度為7090。超過這個溫度會導緻含水量和電導率急劇下降，阻礙電極反應速度的提高，通過适當提高工作溫度來克服催化劑中毒的問題；3)一些碳氫化合物，如甲醇，滲透性高，不适合直接甲醇燃料電池(DMFC)的質子交換膜。因此，為了提高質子交換膜的性能，對質子交換膜的改進研究也在不斷進行。
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