江苏阴离子Fumatech膜系统工程

质子交换膜燃料电池的工作性能与反应气体的体积分数有关，而体积分数又与气体压力有关。工作气体压力的提高能够增加质子交换膜燃料电池的电动势，还会降低质子交换膜燃料电池的电化学极化和浓度极化。不过反应气体压力的提高也会增加PEMFC系统的能耗。但总而言之气体压力越高，燃料电池性能越好，尤其是阴极的反应物，即氧气或空气的压力对电池性能的影响更大。当H2／空气的压力为0。3MPa/0。3MPa时的性能就优于H2／空气的压力为0。1MPa。同时为了减少氢气和氧气通过交换膜相互扩散，避免氢氧混合物引起危险，又应尽可能减少膜两侧的压力差。半均相离子交换膜是将活性基团引入高分子支持物制成的。江苏阴离子Fumatech膜系统工程

离子交换膜是一种选择性透过的膜，比如阳离子交换膜，就只能有阳离子通过，阴离子就不行。离子交换膜的原理是通过成膜材料上面的基团，通过对离子的结合和分离，形成一条条离子通道。比如质子交换膜，通常会有一些易于质子结合的强电解质基团，比如磺酸根，质子很容易和基团结合，也很溶液分离，使得质子顺利通过膜。而驱动力可能是膜两侧的压力差、浓度差或者电势差等。用途一般是电化学上的应用，比如燃料电池，氯碱工艺。质子交换膜的作用是让质子通过，形成电流，同事阻隔正负极的氧化剂和燃料。江苏电解水用Fumatech膜替代杜邦双极膜电渗析由于能耗低,模式化设计和操作简便高效,很多食品和医疗行业。

电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现（如氧通过无声放电管转变为臭氧），二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。由于放电化学有了专门的名称，因而，电化学往往专门指“电池的科学”。电化学如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了宽泛的应用。当前世界上十分关注的研究课题,如能源、材料、环境保护、生命科学等等都与电化学以各种各样的方式关联在一起。

氢氧燃料电池按电池结构和工作方式分为离子膜、培根型和石棉膜三类。①离子膜氢氧燃料电池：用阳离子交换膜作电解质的酸性燃料电池,现代采用全氟磺酸膜。电池放电时,在氧电极处生成水，通过灯芯将水吸出。这种电池在常温下工作、结构紧凑、重量轻,但离子交换膜内阻较大,放电电流密度小。②培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极(内外层孔径不同)，加铂作催化剂。电解质为80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温度(204～260°C)下为液体。这种电池能量利用率较高，但自耗电大，起动和停机需较长的时间（起动需24小时，停机17小时）。③石棉膜燃料电池：也属碱性电池。氢电极由多孔镍片加铂、钯催化剂制成，氧电极是多孔银极片，两电极夹有含35%苛性钾溶液的石棉膜，再以有槽镍片紧压在两极板上作为集流器,构成气室,封装成单体电池。放电时在氢电极一边生成水,可以用循环氢的办法排出,亦可用静态排水法。电解质隔膜的主要功能在分隔氧化剂与还原剂。

质子交换膜的催化层可以分为常规憎水催化层、薄层亲水催化层和超薄催化层。早期的催化层是常规的憎水催化层，厚度超过50um，主要是将铂黑或碳载铂催化剂和PTFE微粒混合后，经丝网印刷、涂布和喷涂等方法涂覆到扩散层上并经热处理制得。催化层中的PTFE提供了气体扩散通道，而催化剂则为电子和水的传递提供了通道。但是这种催化层质子传导能力较差，性能不高。后来，为了改进这种催化层的质子传导能力并增加催化剂、反应气体和质子交换膜三相界面的面积，又研制了薄层亲水催化层和超薄催化层。氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置；河北进口Fumatech膜专业制氢

离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜。江苏阴离子Fumatech膜系统工程

膜的离子迁移数有两种方法解释，一是膜电位法，将膜在两种不同浓度的同类电解质中测定其膜电位，再由膜电位计算迁移数。另一种方法是，在外加直流电场下，在电渗析槽中直接测定膜的迁移数。一般要求，实用的离子交换膜透过度大于85%，反离子迁移数大于0。9，并希望在高浓度电解质中仍有良好的选择透过性。机械强度膜的机械强度包括膜的爆破强度和抗拉强度以及抗弯强度和柔韧性能。爆破强度是指膜受到垂直方向的压力时，所能承受的较高压力，采用水压爆破法测定，以单位面积上所受压力表示（MPa），是表明膜的机械强度的重要指标。江苏阴离子Fumatech膜系统工程

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