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股票投资经济学 2021-06-17 16:24:20

质子交换膜燃料电池非贵金属膜电极

发布时间: 2021-06-13 19:37:11

㈠ 亚南质子交换膜燃料电池

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell)是一种燃料电池,在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成,阳极为氢燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场所,两极都含有加速电极电化学反应的催化剂,质子交换膜作为传递H+的介质,只允许H+通过,而H2失去的电子则从导线通过。工作时相当于一直流电源,阳极即电源负极,阴极即电源正极。

㈡ 质子交换膜燃料电池膜电极实力厂家有哪些

福建亚南电机集团2010年7月项目立项开始,我司立即投入开发的长寿命膜电极,经过不断的优化设计、开发出了适合燃料电池动力配套膜电极.
2012年以亚南膜电极为核心,参与了国家863计划《燃料电池应急备用电源中试规模的制造及运行》项目的研究开发,项目于2016年顺利通过国家科技部验收,
膜电极是氢燃料电池的核心组件,是燃料电池动力的根本来源,其成本占据燃料电池电堆的70%,占据燃料电池动力系统的35%。
亚南膜电极具有如下重要特性:
1.功率密度高:最高可达1.17W/[email protected];
2.铂使用量低:铂使用量为0.40mg Pt/cm2;
3.可低湿度运行;
4.封装牢固、耐水耐热性能优良;
5. 稳定性好。

㈢ 简述质子交换膜燃料电池的机械结构

质子交换膜燃料电池的基本结构主要由质子交换膜、催化剂层、扩散层、集流板(又称双极板)组成。聚合物电解质膜被碳基催化剂所覆盖,催化剂直接与扩散层和电解质两者接触以求达到最大的相互作用面。催化剂构成电极,在其之上直接为扩散层,电解质、催化剂层和气体扩散层的组合被称为膜片-电极组件。
质子交换膜质子交换膜(pEM)是质子交换膜燃料电池的核心部件,是一种厚度仅为50~180um的薄膜片,其微观结构非常复杂。它为质子传递提供通道,同时作为隔膜将阳极的燃料与阴极的氧化剂隔开,其性能好坏直接影响电池的性能和寿命。它与一般化学电源中使用的隔膜有很大不同,它不只是一种隔离阴阳极反应气体的隔膜材料,还是电解质和电极活性物质(电催化剂)的基底,即兼有隔膜和电解质的作用;另外,pEM还是一种选择透过性膜,在一定的温度和湿度条件下具有可选择的透过性,在质子交换膜的高分子结构中,含有多种离子基团,它只容许氢离子(氢质子)透过,而不容许氢分子及其他离子透过
(a)pEMFC的基本结构
(b)质子交换膜燃料电池组的外观
图1质子交换膜燃料电池的基本结构
质子交换膜燃料电池对于质子交换的需求非常高,质子交换膜必须具有良好的质子电导率、良好的热和化学稳定性、较低的气体渗透率,还要有适度的含水率,对电池工作过程中的氧化、还原和水解具有稳定性,并同时具有足够高的机械强度和结构强度,以及膜表面适合与催化剂结合的性能
质子交换膜的物理、化学性质对燃料电池的性能具有极大的影响,对性能造成影响的质子交换膜的物理性质主要有,膜的抗拉强度、膜的含水率和膜的溶胀度。质子交换膜的电化学性质主要表现在膜的导电性能(电阻率、面电阻,电导率)和选择通过性能(透过性参数片)上。

㈣ 为什么膜电极是燃料电池(氢能源)汽车的核心部件

什么是膜电极?为什么它是燃料电池(氢能源)汽车的核心部件?

关键词:燃料电池、氢能源、新能源汽车

从下面的燃料电池制备工艺流程图中可以看出膜电极是PEMFC的电化学反应场所,是燃料电池的核心部件。

PEMFC的核心组件就是膜电极(MembraneElectrodeAssembly,MEA),它一般由质子交换膜、催化层与扩散层3个部分组成所谓的“三合一结构”。PEMFC的性能由MEA决定,而MEA的性能质子交换膜性能,扩散层结构以及催化层材料与性能,还有MEA本身的制备工艺所决定。

膜电极是具有三合一结构的组件,它由扩散层,催化层和质子交换膜组成。扩散层为反应气体提供传质通道,还起到集流体的作用,通常采用石墨化碳纸或碳布。

膜电极MEA一般的制备过程是:在Pt/C催化剂中加入一定量溶剂、粘结剂(如PTFE)f[INation溶液,经超声波混合制成电催化剂浆料,采用喷涂或压延技术在碳纸上均匀涂上催化剂制成多孔电极。然后将电极在质子交换树脂溶液中浸渍片刻,经真空干燥,再在一定的条件下热压于电解质膜上形成MEA。其中公开的一种膜电极制备方法如下:供参考

1.称取一定量的Pt/C催化剂,置于洁净的小烧杯中。

2.加入一定量的蒸馏水和异丙醇,在超声波清洗器中,超声振荡一定时间。

3.之后滴加一定量5%质量浓度的Nafion溶液,继续超声一定时间。

4.将超声后的悬浮液置于烘箱中,在一定温度下干燥一定时间至悬浮液呈膏状。

5.将膏状物均匀涂覆于碳纸表面,之后在涂覆好的催化剂表面涂刷一定量的Nafion溶液,置于烘箱中干燥30min。

6.将两片涂有催化剂的碳纸与质子交换膜置于热压机模具中,在一定温度和压力下热压成型。

7.将成型的膜电极置于湿润环境中备用。

关于燃料电池(氢能源燃料电池)在技术上,国内外取得了巨大突破,但是质子交换膜燃料电池要实现的实现商业化必须降低电池材料及部件的成本。还必须在高性能Pt/C催化剂的制备、膜电极的制备上进行深入研究,2019年美锦能源等上市公司宣布膜电极生产线已具备量产条件,国内也有企业申请相关发明专利,希望我国在燃料电池方面不断前进,努力超越。

㈤ 质子交换膜燃料电池膜电极性能怎么样

其特点是催化层和扩散层之间建立水管理层(WML)。研究了水管理层的组成和结构对膜电极性能的影响,包括PTFE含量以及分布,碳粉的种类,碳载量;研究了水管理层的制备工艺,包括烧结温度,烧结时间以及甘油的加入。用单体PEMFC的电流密度-电压曲线评价了膜电极在外增湿和不增湿操作条件下的极化特性。实验结果表明,采用优化后条件制备的有水管理层的膜电极,其在不增湿条件下的输出功率达到在外增湿条件下的90%左右。在质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极的水管理层中加入造孔剂改善水管理层的孔结构,从而降低气体反应物的扩散传质阻力。

㈥ 亚南质子交换膜燃料电池

额,氢燃料电池属于是一种质子交换膜燃料电池。我弄了一段网络上的说明来,如下:(1) 氢气通过管道或导气板到达阳极,在阳极催化剂作用下,氢分子解离为带正电的氢离子(即质子)并释放出带负电的电子。(2) 氢离子穿过电解质(质子交换膜)到达阴极;电子则通过外电路到达阴极。电子在外电路形成电流,通过适当连接可向负载输出电能。(3) 在电池另一端,氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极;在阴极催化剂作用下,氧与氢离子及电子发生反应生成水。氢燃料电池中就应用了质子交换膜,这样可以提高效率,保证氢气和氧气完全反应(基本是完全反应)。对了,我再补充一下,氢燃料电池的效率可达60%以上,而且现在已经有不采用贵金属铂的催化剂,还有,内燃机的效率要受卡诺循环的限制,所以其效率有一个上限而且总是很低。 ----------——--——--——--——--——--第X次补充-——--——--——--——--——--——--——--— 对了,实际上质子交换膜燃料电池是一个大类,它包括氢燃料电池、甲醇燃料电池、磷酸燃料电池…… 再弄一段网络上的说明:按其工作温度的不同,把碱性燃料电池(AFC,工作温度为100℃)、固体高分子型质子膜燃料电池(PEMFC,也称为质子膜燃料电池,工作温度为100℃以内)和磷酸型燃料电池(PAFC,工作温度为200℃)称为低温燃料电池;把熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC,工作温度为650℃)和固体氧化型燃料电池(SOFC,工作温度为1000℃)称为高温燃料电池,并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池。另一种分类是按其开发早晚顺序进行的,把PAFC称为第一代燃料电池,把MCFC称为第二代燃料电池,把SOFC称为第三代燃料电池。这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃料。

㈦ 氢燃料电池和质子交换膜燃料电池哪个更好啊

额,氢燃料电池属于是一种质子交换膜燃料电池。
我弄了一段网络上的说明来,如下:
(1) 氢气通过管道或导气板到达阳极,在阳极催化剂作用下,氢分子解离为带正电的氢离子(即质子)并释放出带负电的电子。
(2) 氢离子穿过电解质(质子交换膜)到达阴极;电子则通过外电路到达阴极。电子在外电路形成电流,通过适当连接可向负载输出电能。
(3) 在电池另一端,氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极;在阴极催化剂作用下,氧与氢离子及电子发生反应生成水。

氢燃料电池中就应用了质子交换膜,这样可以提高效率,保证氢气和氧气完全反应(基本是完全反应)。
对了,我再补充一下,氢燃料电池的效率可达60%以上,而且现在已经有不采用贵金属铂的催化剂,还有,内燃机的效率要受卡诺循环的限制,所以其效率有一个上限而且总是很低。
----------——--——--——--——--——--第X次补充-——--——--——--——--——--——--——--—
对了,实际上质子交换膜燃料电池是一个大类,它包括氢燃料电池、甲醇燃料电池、磷酸燃料电池……
再弄一段网络上的说明:
按其工作温度的不同,把碱性燃料电池(AFC,工作温度为100℃)、固体高分子型质子膜燃料电池(PEMFC,也称为质子膜燃料电池,工作温度为100℃以内)和磷酸型燃料电池(PAFC,工作温度为200℃)称为低温燃料电池;把熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC,工作温度为650℃)和固体氧化型燃料电池(SOFC,工作温度为1000℃)称为高温燃料电池,并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池。另一种分类是按其开发早晚顺序进行的,把PAFC称为第一代燃料电池,把MCFC称为第二代燃料电池,把SOFC称为第三代燃料电池。这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃料。

㈧ 燃料电池膜电极是什么

全氟磺酸质子交换膜
全氟磺酸质子交换膜是一种固体聚合物电解质,具有化学稳定性和热稳定性好、电压降低、电导率高、机械强度高等优点,可在强酸、强碱、强氧化剂介质和高温等苛刻条件下使用,由于其自身所具有的上述特性,全氟磺酸质子交换膜不但被用作质子交换膜燃料电池的关键组件,而且还广泛地应用于氯碱工业、水电解制氢、电化学合成以及气体传感器等领域
全氟磺酸质子交换膜是质子交换膜燃料电池研制与开发中应用最多的质子交换膜,具有优良的导电性能和其他一系列优点。虽然价格高,但它的综合性能还是其他膜材料所无法比拟的。除了杜邦公司的Nafion膜以外,其他一些公司也开发了类似的产品,如美国Dow化学公司的Dow膜、日本Asahi Chemical公司的Aciplex膜和Asahi Glass公司的Flemion膜排+

㈨ 氢燃料电池和质子交换膜燃料电池是一个样的吗

额,氢燃料电池属于是一种质子交换膜燃料电池。
我弄了一段网络上的说明来,如下:
(1) 氢气通过管道或导气板到达阳极,在阳极催化剂作用下,氢分子解离为带正电的氢离子(即质子)并释放出带负电的电子。
(2) 氢离子穿过电解质(质子交换膜)到达阴极;电子则通过外电路到达阴极。电子在外电路形成电流,通过适当连接可向负载输出电能。
(3) 在电池另一端,氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极;在阴极催化剂作用下,氧与氢离子及电子发生反应生成水。
氢燃料电池中就应用了质子交换膜,这样可以提高效率,保证氢气和氧气完全反应(基本是完全反应)。
对了,我再补充一下,氢燃料电池的效率可达60%以上,而且现在已经有不采用贵金属铂的催化剂,还有,内燃机的效率要受卡诺循环的限制,所以其效率有一个上限而且总是很低。
----------——--——--——--——--——--第X次补充-——--——--——--——--——--——--——--—
对了,实际上质子交换膜燃料电池是一个大类,它包括氢燃料电池、甲醇燃料电池、磷酸燃料电池……
再弄一段网络上的说明:
按其工作温度的不同,把碱性燃料电池(AFC,工作温度为100℃)、固体高分子型质子膜燃料电池(PEMFC,也称为质子膜燃料电池,工作温度为100℃以内)和磷酸型燃料电池(PAFC,工作温度为200℃)称为低温燃料电池;把熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC,工作温度为650℃)和固体氧化型燃料电池(SOFC,工作温度为1000℃)称为高温燃料电池,并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池。另一种分类是按其开发早晚顺序进行的,把PAFC称为第一代燃料电池,把MCFC称为第二代燃料电池,把SOFC称为第三代燃料电池。这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃料。