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質(zhì)子交換膜(ProtonExchangeMembrane,PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池(ProtonExchangeMembraneFuelCell,PEMFC)的重點(diǎn)部件,對(duì)電池性能起著關(guān)鍵作用。它不只具有阻隔作用,還具有傳導(dǎo)質(zhì)子的作用。全質(zhì)子交換膜主要用氟磺酸型質(zhì)子交換膜;nafion重鑄膜;非氟聚合物質(zhì)子交換膜;新型復(fù)合質(zhì)子交換膜等。質(zhì)子交換膜燃料電池已成為汽油內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力較具競(jìng)爭(zhēng)力的潔凈取代動(dòng)力源.用作PEM的材料應(yīng)該滿足以下條件:(1)良好的質(zhì)子電導(dǎo)率;(2)水分子在膜中的電滲透作用??;(3)氣體在膜中的滲透性盡可能??;(4)電化學(xué)穩(wěn)定性好;(5)干濕轉(zhuǎn)換性能好;(6)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度;(7)可加工性好、價(jià)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;新型復(fù)合質(zhì)子交換膜等等。燃料電池具有組裝式結(jié)構(gòu),安裝維修方便,不需要很多輔助設(shè)施??煞裰揽得魉褂枚嗌貴umatech膜
電化學(xué)是研究?jī)深悓?dǎo)體形成的帶電界面現(xiàn)象及其上所發(fā)生的變化的科學(xué)。電和化學(xué)反應(yīng)相互作用可通過(guò)電池來(lái)完成,也可利用高壓靜電放電來(lái)實(shí)現(xiàn)(如氧通過(guò)無(wú)聲放電管轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞酰?,二者統(tǒng)稱電化學(xué),后者為電化學(xué)的一個(gè)分支,稱放電化學(xué)。由于放電化學(xué)有了專門的名稱,因而,電化學(xué)往往專門指“電池的科學(xué)”。電化學(xué)如今已形成了合成電化學(xué)、量子電化學(xué)、半導(dǎo)體電化學(xué)、有機(jī)導(dǎo)體電化學(xué)、光譜電化學(xué)、生物電化學(xué)等多個(gè)分支。電化學(xué)在化工、冶金、機(jī)械、電子、航空、航天、輕工、儀表、醫(yī)學(xué)、材料、能源、金屬腐蝕與防護(hù)、環(huán)境科學(xué)等科技領(lǐng)域獲得了寬泛的應(yīng)用。當(dāng)前世界上十分關(guān)注的研究課題,如能源、材料、環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)等等都與電化學(xué)以各種各樣的方式關(guān)聯(lián)在一起。有誰(shuí)知道Nel用多少Fumatech膜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。
質(zhì)子交換膜(PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFuelCell)的重點(diǎn)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(dòng)力較具競(jìng)爭(zhēng)力的潔凈取代動(dòng)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(jià)格適當(dāng)?,F(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;新型復(fù)合質(zhì)子交換膜等等。
PAFC的電解質(zhì)為濃磷酸水溶液,而PEMFC電解質(zhì)為質(zhì)子導(dǎo)電性聚合物系的膜。電極均采用碳的多孔體,為了促進(jìn)反應(yīng),以Pt作為觸媒,燃料氣體中的CO將造成中毒,降低電極性能。為此,在PAFC和PEMFC應(yīng)用中必須限制燃料氣體中含有的CO量,特別是對(duì)于低溫工作的PEMFC更應(yīng)嚴(yán)格地加以限制。磷酸燃料電池的基本組成和反應(yīng)原理是:燃料氣體或城市煤氣添加水蒸氣后送到改質(zhì)器,把燃料轉(zhuǎn)化成H2、CO和水蒸氣的混合物,CO和水進(jìn)一步在移位反應(yīng)器中經(jīng)觸媒劑轉(zhuǎn)化成H2和CO2。經(jīng)過(guò)如此處理后的燃料氣體進(jìn)入燃料堆的負(fù)極(燃料極),同時(shí)將氧輸送到燃料堆的正極(空氣極)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),借助觸媒劑的作用迅速產(chǎn)生電能和熱能。雙極膜是新型的離子交換復(fù)合膜,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。
陰陽(yáng)電極相對(duì)裝置外殼靜止不動(dòng),氣相出口關(guān)閉,液相出口關(guān)閉,過(guò)程呈間歇操作,電解10min。轉(zhuǎn)速800r/min,陽(yáng)極相對(duì)裝置外殼旋轉(zhuǎn),陰極相對(duì)裝置外殼靜止,氣相出口關(guān)閉,液相出口關(guān)閉,過(guò)程呈間歇操作,電解10min;超重力因子為100,陽(yáng)極相對(duì)裝置外殼旋轉(zhuǎn),陰極相對(duì)裝置外殼靜止,氣相出口關(guān)閉,液相出口敞開,過(guò)程呈連續(xù)操作,電解10min。電化學(xué)法處理含酚廢水過(guò)程中,向廢水中加入表面活性劑十二烷基硫酸鈉。重力環(huán)境下水面上富集的泡沫較多,泡沫層較厚,說(shuō)明重力環(huán)境下氣泡從廢水中溢出的速率較慢。重力攪拌的環(huán)境下水面上的泡沫量次之,但泡沫直徑較大,說(shuō)明氣泡從廢水中溢出的速率較慢導(dǎo)致氣泡發(fā)生了聚合從而變大。而超重力環(huán)境下水面上的泡沫較少,泡沫層較薄,泡沫直徑較小,說(shuō)明超重力環(huán)境下氣泡從廢水中溢出的速率較快。雙極膜是一種新型離子交換復(fù)合膜,它通常由陽(yáng)離子交換層和陰離子交換層復(fù)合而成。哪里可知中瑞電極使用Fumatech膜
燃料電池工作時(shí),燃料和氧化劑由外部供給,進(jìn)行反應(yīng)??煞裰揽得魉褂枚嗌貴umatech膜
電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中常伴隨著電極表面析氫、析氧和析氯的電極反應(yīng),這些析出的氣體會(huì)以氣泡形式吸附于電極表面,從而造成電極活性面積減少、電極表面電位和電流密度的微觀分布不均,產(chǎn)生電極極化。電極表面吸附的氣泡較多時(shí)會(huì)在電極表面形成氣膜,造成電極鈍化失活。電極表面析出的氣體也會(huì)以氣泡形式分散于電解液中,使電解液成為氣液混合體系,導(dǎo)致實(shí)際的導(dǎo)電率下降。要想保證反應(yīng)順利進(jìn)行,需提高槽電壓,這樣勢(shì)必增加過(guò)程能耗。同時(shí),電極表面吸附的氣泡也會(huì)與電極的主反應(yīng)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng),從而導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)效率降低。氣泡對(duì)電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程能耗及反應(yīng)效率的影響,使得電化學(xué)技術(shù)的工業(yè)化寬泛應(yīng)用受到限制。因此,尋求一種能消除電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中氣泡影響的技術(shù)尤為重要??煞裰揽得魉褂枚嗌貴umatech膜
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