质子交换膜的种类
2021-06-15 00:00
氢燃料电池是质子交换膜燃料电池。1)氢气通过管道或气体导流板到达阳极。在阳极催化剂的作用下，氢分子离解成带正电的氢离子(质子)，释放出带负电的电子。2)氢离子通过电解质(质子交换膜)到达阴极；电子通过外部电路到达阴极。
电子在外部电路中形成电流，通过适当的连接可以向负载输出电能。3)在电池的另一端，氧气(或空气)通过管道或气体导流板到达阴极；在阴极催化剂的作用下，氧与氢离子和电子反应生成水。氢燃料电池采用质子交换膜，保证氢氧反应完全。顺便补充一下，氢燃料电池的效率可以达到60%以上，现在还有不使用贵金属铂的催化剂。另外，内燃机的效率受卡诺循环的限制，所以它的效率是有上限的，而且总是很低。
膜状材料还有以下缺点：1)制作难度大，成本高，全氟材料的合成和磺化非常困难，成膜过程中的水解和磺化容易使聚合物变性降解，成膜困难，导致成本高；2)对温度和含水量要求高，系列膜的工作温度为7090。超过这个温度会导致含水量和电导率急剧下降，阻碍电极反应速度的提高，通过适当提高工作温度来克服催化剂中毒的问题；3)一些碳氢化合物，如甲醇，渗透性高，不适合直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜。因此，为了提高质子交换膜的性能，对质子交换膜的改进研究也在不断进行。
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