㈠ 亞南質子交換膜燃料電池
質子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell)是一種燃料電池,在原理上相當於水電解的「逆」裝置。其單電池由陽極、陰極和質子交換膜組成,陽極為氫燃料發生氧化的場所,陰極為氧化劑還原的場所,兩極都含有加速電極電化學反應的催化劑,質子交換膜作為傳遞H+的介質,只允許H+通過,而H2失去的電子則從導線通過。工作時相當於一直流電源,陽極即電源負極,陰極即電源正極。
㈡ 質子交換膜燃料電池膜電極實力廠家有哪些
福建亞南電機集團2010年7月項目立項開始,我司立即投入開發的長壽命膜電極,經過不斷的優化設計、開發出了適合燃料電池動力配套膜電極.
2012年以亞南膜電極為核心,參與了國家863計劃《燃料電池應急備用電源中試規模的製造及運行》項目的研究開發,項目於2016年順利通過國家科技部驗收,
膜電極是氫燃料電池的核心組件,是燃料電池動力的根本來源,其成本占據燃料電池電堆的70%,占據燃料電池動力系統的35%。
亞南膜電極具有如下重要特性:
1.功率密度高:最高可達1.17W/[email protected];
2.鉑使用量低:鉑使用量為0.40mg Pt/cm2;
3.可低濕度運行;
4.封裝牢固、耐水耐熱性能優良;
5. 穩定性好。
㈢ 簡述質子交換膜燃料電池的機械結構
質子交換膜燃料電池的基本結構主要由質子交換膜、催化劑層、擴散層、集流板(又稱雙極板)組成。聚合物電解質膜被碳基催化劑所覆蓋,催化劑直接與擴散層和電解質兩者接觸以求達到最大的相互作用面。催化劑構成電極,在其之上直接為擴散層,電解質、催化劑層和氣體擴散層的組合被稱為膜片-電極組件。
質子交換膜質子交換膜(pEM)是質子交換膜燃料電池的核心部件,是一種厚度僅為50~180um的薄膜片,其微觀結構非常復雜。它為質子傳遞提供通道,同時作為隔膜將陽極的燃料與陰極的氧化劑隔開,其性能好壞直接影響電池的性能和壽命。它與一般化學電源中使用的隔膜有很大不同,它不只是一種隔離陰陽極反應氣體的隔膜材料,還是電解質和電極活性物質(電催化劑)的基底,即兼有隔膜和電解質的作用;另外,pEM還是一種選擇透過性膜,在一定的溫度和濕度條件下具有可選擇的透過性,在質子交換膜的高分子結構中,含有多種離子基團,它只容許氫離子(氫質子)透過,而不容許氫分子及其他離子透過
(a)pEMFC的基本結構
(b)質子交換膜燃料電池組的外觀
圖1質子交換膜燃料電池的基本結構
質子交換膜燃料電池對於質子交換的需求非常高,質子交換膜必須具有良好的質子電導率、良好的熱和化學穩定性、較低的氣體滲透率,還要有適度的含水率,對電池工作過程中的氧化、還原和水解具有穩定性,並同時具有足夠高的機械強度和結構強度,以及膜表面適合與催化劑結合的性能
質子交換膜的物理、化學性質對燃料電池的性能具有極大的影響,對性能造成影響的質子交換膜的物理性質主要有,膜的抗拉強度、膜的含水率和膜的溶脹度。質子交換膜的電化學性質主要表現在膜的導電性能(電阻率、面電阻,電導率)和選擇通過性能(透過性參數片)上。
㈣ 為什麼膜電極是燃料電池(氫能源)汽車的核心部件
什麼是膜電極?為什麼它是燃料電池(氫能源)汽車的核心部件?
關鍵詞:燃料電池、氫能源、新能源汽車
從下面的燃料電池制備工藝流程圖中可以看出膜電極是PEMFC的電化學反應場所,是燃料電池的核心部件。
PEMFC的核心組件就是膜電極(MembraneElectrodeAssembly,MEA),它一般由質子交換膜、催化層與擴散層3個部分組成所謂的「三合一結構」。PEMFC的性能由MEA決定,而MEA的性能質子交換膜性能,擴散層結構以及催化層材料與性能,還有MEA本身的制備工藝所決定。
膜電極是具有三合一結構的組件,它由擴散層,催化層和質子交換膜組成。擴散層為反應氣體提供傳質通道,還起到集流體的作用,通常採用石墨化碳紙或碳布。
膜電極MEA一般的制備過程是:在Pt/C催化劑中加入一定量溶劑、粘結劑(如PTFE)f[INation溶液,經超聲波混合製成電催化劑漿料,採用噴塗或壓延技術在碳紙上均勻塗上催化劑製成多孔電極。然後將電極在質子交換樹脂溶液中浸漬片刻,經真空乾燥,再在一定的條件下熱壓於電解質膜上形成MEA。其中公開的一種膜電極制備方法如下:供參考
1.稱取一定量的Pt/C催化劑,置於潔凈的小燒杯中。
2.加入一定量的蒸餾水和異丙醇,在超聲波清洗器中,超聲振盪一定時間。
3.之後滴加一定量5%質量濃度的Nafion溶液,繼續超聲一定時間。
4.將超聲後的懸浮液置於烘箱中,在一定溫度下乾燥一定時間至懸浮液呈膏狀。
5.將膏狀物均勻塗覆於碳紙表面,之後在塗覆好的催化劑表面塗刷一定量的Nafion溶液,置於烘箱中乾燥30min。
6.將兩片塗有催化劑的碳紙與質子交換膜置於熱壓機模具中,在一定溫度和壓力下熱壓成型。
7.將成型的膜電極置於濕潤環境中備用。
關於燃料電池(氫能源燃料電池)在技術上,國內外取得了巨大突破,但是質子交換膜燃料電池要實現的實現商業化必須降低電池材料及部件的成本。還必須在高性能Pt/C催化劑的制備、膜電極的制備上進行深入研究,2019年美錦能源等上市公司宣布膜電極生產線已具備量產條件,國內也有企業申請相關發明專利,希望我國在燃料電池方面不斷前進,努力超越。
㈤ 質子交換膜燃料電池膜電極性能怎麼樣
其特點是催化層和擴散層之間建立水管理層(WML)。研究了水管理層的組成和結構對膜電極性能的影響,包括PTFE含量以及分布,碳粉的種類,碳載量;研究了水管理層的制備工藝,包括燒結溫度,燒結時間以及甘油的加入。用單體PEMFC的電流密度-電壓曲線評價了膜電極在外增濕和不增濕操作條件下的極化特性。實驗結果表明,採用優化後條件制備的有水管理層的膜電極,其在不增濕條件下的輸出功率達到在外增濕條件下的90%左右。在質子交換膜燃料電池(PEMFC)膜電極的水管理層中加入造孔劑改善水管理層的孔結構,從而降低氣體反應物的擴散傳質阻力。
㈥ 亞南質子交換膜燃料電池
額,氫燃料電池屬於是一種質子交換膜燃料電池。我弄了一段網路上的說明來,如下:(1) 氫氣通過管道或導氣板到達陽極,在陽極催化劑作用下,氫分子解離為帶正電的氫離子(即質子)並釋放出帶負電的電子。(2) 氫離子穿過電解質(質子交換膜)到達陰極;電子則通過外電路到達陰極。電子在外電路形成電流,通過適當連接可向負載輸出電能。(3) 在電池另一端,氧氣(或空氣)通過管道或導氣板到達陰極;在陰極催化劑作用下,氧與氫離子及電子發生反應生成水。氫燃料電池中就應用了質子交換膜,這樣可以提高效率,保證氫氣和氧氣完全反應(基本是完全反應)。對了,我再補充一下,氫燃料電池的效率可達60%以上,而且現在已經有不採用貴金屬鉑的催化劑,還有,內燃機的效率要受卡諾循環的限制,所以其效率有一個上限而且總是很低。 ----------——--——--——--——--——--第X次補充-——--——--——--——--——--——--——--— 對了,實際上質子交換膜燃料電池是一個大類,它包括氫燃料電池、甲醇燃料電池、磷酸燃料電池…… 再弄一段網路上的說明:按其工作溫度的不同,把鹼性燃料電池(AFC,工作溫度為100℃)、固體高分子型質子膜燃料電池(PEMFC,也稱為質子膜燃料電池,工作溫度為100℃以內)和磷酸型燃料電池(PAFC,工作溫度為200℃)稱為低溫燃料電池;把熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC,工作溫度為650℃)和固體氧化型燃料電池(SOFC,工作溫度為1000℃)稱為高溫燃料電池,並且高溫燃料電池又被稱為面向高質量排氣而進行聯合開發的燃料電池。另一種分類是按其開發早晚順序進行的,把PAFC稱為第一代燃料電池,把MCFC稱為第二代燃料電池,把SOFC稱為第三代燃料電池。這些電池均需用可燃氣體作為其發電用的燃料。
㈦ 氫燃料電池和質子交換膜燃料電池哪個更好啊
額,氫燃料電池屬於是一種質子交換膜燃料電池。
我弄了一段網路上的說明來,如下:
(1) 氫氣通過管道或導氣板到達陽極,在陽極催化劑作用下,氫分子解離為帶正電的氫離子(即質子)並釋放出帶負電的電子。
(2) 氫離子穿過電解質(質子交換膜)到達陰極;電子則通過外電路到達陰極。電子在外電路形成電流,通過適當連接可向負載輸出電能。
(3) 在電池另一端,氧氣(或空氣)通過管道或導氣板到達陰極;在陰極催化劑作用下,氧與氫離子及電子發生反應生成水。
氫燃料電池中就應用了質子交換膜,這樣可以提高效率,保證氫氣和氧氣完全反應(基本是完全反應)。
對了,我再補充一下,氫燃料電池的效率可達60%以上,而且現在已經有不採用貴金屬鉑的催化劑,還有,內燃機的效率要受卡諾循環的限制,所以其效率有一個上限而且總是很低。
----------——--——--——--——--——--第X次補充-——--——--——--——--——--——--——--—
對了,實際上質子交換膜燃料電池是一個大類,它包括氫燃料電池、甲醇燃料電池、磷酸燃料電池……
再弄一段網路上的說明:
按其工作溫度的不同,把鹼性燃料電池(AFC,工作溫度為100℃)、固體高分子型質子膜燃料電池(PEMFC,也稱為質子膜燃料電池,工作溫度為100℃以內)和磷酸型燃料電池(PAFC,工作溫度為200℃)稱為低溫燃料電池;把熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC,工作溫度為650℃)和固體氧化型燃料電池(SOFC,工作溫度為1000℃)稱為高溫燃料電池,並且高溫燃料電池又被稱為面向高質量排氣而進行聯合開發的燃料電池。另一種分類是按其開發早晚順序進行的,把PAFC稱為第一代燃料電池,把MCFC稱為第二代燃料電池,把SOFC稱為第三代燃料電池。這些電池均需用可燃氣體作為其發電用的燃料。
㈧ 燃料電池膜電極是什麼
全氟磺酸質子交換膜
全氟磺酸質子交換膜是一種固體聚合物電解質,具有化學穩定性和熱穩定性好、電壓降低、電導率高、機械強度高等優點,可在強酸、強鹼、強氧化劑介質和高溫等苛刻條件下使用,由於其自身所具有的上述特性,全氟磺酸質子交換膜不但被用作質子交換膜燃料電池的關鍵組件,而且還廣泛地應用於氯鹼工業、水電解制氫、電化學合成以及氣體感測器等領域
全氟磺酸質子交換膜是質子交換膜燃料電池研製與開發中應用最多的質子交換膜,具有優良的導電性能和其他一系列優點。雖然價格高,但它的綜合性能還是其他膜材料所無法比擬的。除了杜邦公司的Nafion膜以外,其他一些公司也開發了類似的產品,如美國Dow化學公司的Dow膜、日本Asahi Chemical公司的Aciplex膜和Asahi Glass公司的Flemion膜排+
㈨ 氫燃料電池和質子交換膜燃料電池是一個樣的嗎
額,氫燃料電池屬於是一種質子交換膜燃料電池。
我弄了一段網路上的說明來,如下:
(1) 氫氣通過管道或導氣板到達陽極,在陽極催化劑作用下,氫分子解離為帶正電的氫離子(即質子)並釋放出帶負電的電子。
(2) 氫離子穿過電解質(質子交換膜)到達陰極;電子則通過外電路到達陰極。電子在外電路形成電流,通過適當連接可向負載輸出電能。
(3) 在電池另一端,氧氣(或空氣)通過管道或導氣板到達陰極;在陰極催化劑作用下,氧與氫離子及電子發生反應生成水。
氫燃料電池中就應用了質子交換膜,這樣可以提高效率,保證氫氣和氧氣完全反應(基本是完全反應)。
對了,我再補充一下,氫燃料電池的效率可達60%以上,而且現在已經有不採用貴金屬鉑的催化劑,還有,內燃機的效率要受卡諾循環的限制,所以其效率有一個上限而且總是很低。
----------——--——--——--——--——--第X次補充-——--——--——--——--——--——--——--—
對了,實際上質子交換膜燃料電池是一個大類,它包括氫燃料電池、甲醇燃料電池、磷酸燃料電池……
再弄一段網路上的說明:
按其工作溫度的不同,把鹼性燃料電池(AFC,工作溫度為100℃)、固體高分子型質子膜燃料電池(PEMFC,也稱為質子膜燃料電池,工作溫度為100℃以內)和磷酸型燃料電池(PAFC,工作溫度為200℃)稱為低溫燃料電池;把熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC,工作溫度為650℃)和固體氧化型燃料電池(SOFC,工作溫度為1000℃)稱為高溫燃料電池,並且高溫燃料電池又被稱為面向高質量排氣而進行聯合開發的燃料電池。另一種分類是按其開發早晚順序進行的,把PAFC稱為第一代燃料電池,把MCFC稱為第二代燃料電池,把SOFC稱為第三代燃料電池。這些電池均需用可燃氣體作為其發電用的燃料。