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...

为了提高质子交换膜的性能，对质子交换膜的改进研究正不断进行着。从近两年的文献报道看，改进方法可采用以下几种方法：（1）有机/无机纳米复合质子交换膜，依靠纳米颗粒尺寸小和比表面积大的特点提高复合膜的保水能力，从而达到扩大质子交换膜燃料电池工作温度范围的目的；（2）对质子交换膜的骨架材料进行改进，针对目前较常用的Nafion&reg；膜的缺点，或在Nafion&reg膜基础上改进，或另选用新型骨架材料；（3）对膜的内部结构进行调整，特别是增加其中微孔，以使成膜方便，并解决催化剂中毒的问题。另外，除了这3种改进，现有的许多研究都或多或少的采用了纳米技术，使材料更小，性能更佳。随着燃料电池技术不断成熟...

工业生产会产生很多酸碱废液，如离子交换树脂再生废液、酸洗废液、铅蓄电池废液、造纸厂废液等。为减轻对环境的污染，这些废液必须经过必要的处理才能排放，但处理工艺复杂，资金耗费大。双极膜电渗析工艺为这类废液的处理提供了一种很好的解决办法。1986年我国在浙江省邮电印刷厂安装了一套电渗析和离子交换联合设备，用于处理含铜废水，经处理后的废水含铜量为100mg/L，pH值为6～7，达到允许排放的标准。生活污水一般用生物降解/化学氧化法结合处理，但氧化剂的用量太大，残留物多。若在它们之间加上纳滤环节，使能被微生物降解的小分子(相对分子质量100)。大分子物质经化学氧化器处理后再进行生物降解，这样就可充分利用...

燃料电池的电极是燃料发生氧化反应与氧化剂发生还原反应的电化学反应场所，其性能的好坏关键在于触媒的性能、电极的材料与电极的制程等。电极主要可分为两部分，其一为阳极（Anode），另一为阴极（Cathode），厚度一般为200－500mm；其结构与一般电池之平板电极不同之处，在于燃料电池的电极为多孔结构，所以设计成多孔结构的主要原因是燃料电池所使用的燃料及氧化剂大多为气体（例如氧气、氢气等），而气体在电解质中的溶解度并不高，为了提高燃料电池的实际工作电流密度与降低极化作用，故发展出多孔结构的的电极，以增加参与反应的电极表面积，而此也是燃料电池当初所以能从理论研究阶段步入实用化阶段的重要关键原因之一...

原电池是利用两个电极之间金属性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流.又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电化反应不能逆转，即是只能将化学能转换为电能，简单说就即是不能重新储存电力，与蓄电池相对。原电池是将化学能转变成电能的装置。所以，根据定义，普通的干电池、燃料电池都可以称为原电池。组成原电池的基本条件：1、将两种活泼性不同的金属（即一种是活泼金属一种是不活泼金属），或着一种金属与石墨（Pt和石墨为惰性电极，即本身不会得失电子）等惰性电极插入电解质溶液中。2、用导线连接后插入电解质溶液中，形成闭合回路。3、要发生自发的氧化还原反应。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...

燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。从理论上来讲,只要连续供给燃料,燃料电池便能连续发电,已被誉为是继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。优点有1、发电效率高：燃料电池发电不受卡诺循环的限制。理论上,它的发电效率可达到85%～90%,但由于工作时各种极化的限制,目前燃料电池的能量转化效率约为40%～60%。若实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。2、环境污染小：燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时,二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。另外,由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫,而且按电化学原理发电,没有高温燃烧过程,因此几乎不排放...

离子交换膜的性能是多方面的,必须根据膜的电化学性能、化学性能和物理力学性能对膜进行综合评价分析。一般商品膜常提供以下性能指标。1、交换容量交换容量是离子交换膜的关键参数,其单位为mmol/g。一般交换容量高的膜，选择透过性好，导电能力也强。但是由于活性基团一般具有亲水性，因此当活性基团含量高时，膜内水分与溶胀度会随之增大，从而影响膜的强度。有时也会因膜体结构过于疏松，而使膜的选择性下降。一般膜的交换容量约为2－3mmol/g。2、含水量指膜内与活性基团结合的内在水，经每克干膜所含水的克数表示（%）。的含水量与其交换容量和交联度有关，如上所说，随着交换容量提高，含水量增加。交联度大的膜由于膜结构...

离子交换膜的性能：1、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），它是表明膜的机械强度的重要指标。抗拉强度是指膜受到平等方向的拉力时，所能宾较高拉力，以单位面积上所受接力表示（MPa）。膜的机械强度主要决定地的化学结构、增强材料等。增强的交联度可提高膜的机械强度，而增设交换容量和含水量会使强度下降。一般使用膜的尖大于0.3MPa。2、化学性能指膜的耐酸碱、耐溶剂、耐氧化、耐辐照、耐温、耐有机污染等性能。质子交换膜燃料电池工作温度低、启动快、比功率高、结构简单...

离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。离子交换膜按功能及结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜等类型。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同，但为膜的形式。离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。电渗析装置（见图）的淡化程度可达一次蒸馏水纯度。也可应用于甘油、聚乙二醇的除盐，分离各种离子与放射性元素、同位素，分级分离氨基酸等。此外，在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备，以及燃料电池隔膜与离子选择性电极...

在物理化学的众多分支中，电化学是唯1以大工业为基础的学科。它的应用分为以下几个方面：①电解工业，其中的氯碱工业是只次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；②机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；③环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；④化学电源；⑤金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；⑥许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；⑦应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。燃料电池是名符其实的把化学能转化为电...

电化学反应过程中常伴随着电极表面析氢、析氧和析氯的电极反应，这些析出的气体会以气泡形式吸附于电极表面，从而造成电极活性面积减少、电极表面电位和电流密度的微观分布不均，产生电极极化。电极表面吸附的气泡较多时会在电极表面形成气膜，造成电极钝化失活。电极表面析出的气体也会以气泡形式分散于电解液中，使电解液成为气液混合体系，导致实际的导电率下降。要想保证反应顺利进行，需提高槽电压，这样势必增加过程能耗。同时，电极表面吸附的气泡也会与电极的主反应产生竞争，从而导致电化学反应效率降低。气泡对电化学反应过程能耗及反应效率的影响，使得电化学技术的工业化宽泛应用受到限制。因此，寻求一种能消除电化学反应过程中气泡...

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(也有无机离子交换股，但其使用尚不普通)。它与离子交换树脂相似，都是在高分子骨架上连接一个活性基团，但作用机理和方式、效果都有不同之处。当前市场上离子交换膜种类繁多，也没有统一的分类方法。一般按膜的宏观结构分为三大类：1.非均相离子交换膜由粉末状的离子交换树脂加黏合剂混炼、拉片、加网热压而成。树脂分散在黏合剂中，因而其化学结构是不均匀的。2.均相离子交换膜均相离子交换膜系将活性基团引入一惰性支持物中制成。它没有异相结构，本身是均匀的。其化学结构均匀，孔隙小，膜电阻小，不易渗漏，电化学性能优良，在生产中应用宽泛。但制作复杂，机械强度较低。3....

离子交换膜的性能：1、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），它是表明膜的机械强度的重要指标。抗拉强度是指膜受到平等方向的拉力时，所能宾较高拉力，以单位面积上所受接力表示（MPa）。膜的机械强度主要决定地的化学结构、增强材料等。增强的交联度可提高膜的机械强度，而增设交换容量和含水量会使强度下降。一般使用膜的尖大于0.3MPa。2、化学性能指膜的耐酸碱、耐溶剂、耐氧化、耐辐照、耐温、耐有机污染等性能。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...

利用电化学手段分离溶液中的金属离子、有机分子的方法，控制电位的电解分离法：当溶液中存在两种或两种以上的金属离子时，如果它们的还原电位相近，，则在电解时都会还原析出，达不到分离的目的。至于选择什么电位要看实验条件应用此法时，后被电解的离子的浓度不能超过先被电解的离子的浓度。汞阴极电解分离法：H□在汞阴极上被还原时，有很大的超电压，所以在酸性溶液中可以分离掉一些容易被还原的金属离子，使一些重金属（如铜、铅、镉、锌）沉积在汞阴极上，形成汞齐，同时保留少量不容易被还原的离子，如碱金属、碱土金属、铝、铁、镍、铬、钛、钒、钨、硅等。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。哪里可知华杰恒信怎...

基膜两侧分别引入阴、阳离子交换基团法的基本过程是在聚合物基膜两侧分别用化学反应方法引入阴、阳离子交换基团而制得双极膜。比如，将聚乙烯膜浸吸苯乙烯、二乙烯苯及过氧化苯甲酰的混合溶液制得基膜，通过覆盖保护的方法，一侧氯磺化、水解得阳膜层，另一侧氯甲基化、胺化得阴膜层。该法很关键的一项技术是要控制好阴、阳膜层的厚度并且使两者的界面平行于膜表面且两者不相互渗透。所以基膜必须均质平整，同时对磺化时间和氯甲基化时间加以控制。这种方法制得的双极膜，即使工作相当长时间后，也不会在两膜层出现气泡或液泡，两膜层不会分离，离子交换基团基本不会损失。一膜层在另一膜层上电沉积成型法的基本过程是将离子交换膜组装在电解槽中...

利用电化学手段分离溶液中的金属离子、有机分子的方法，控制电位的电解分离法：当溶液中存在两种或两种以上的金属离子时，如果它们的还原电位相近，，则在电解时都会还原析出，达不到分离的目的。至于选择什么电位要看实验条件应用此法时，后被电解的离子的浓度不能超过先被电解的离子的浓度。汞阴极电解分离法：H□在汞阴极上被还原时，有很大的超电压，所以在酸性溶液中可以分离掉一些容易被还原的金属离子，使一些重金属（如铜、铅、镉、锌）沉积在汞阴极上，形成汞齐，同时保留少量不容易被还原的离子，如碱金属、碱土金属、铝、铁、镍、铬、钛、钒、钨、硅等。离子交换膜在液流储能电池、碱性阴离子交换膜燃料电池、新型超级电容器等方面的...

PAFC的电解质为浓磷酸水溶液，而PEMFC电解质为质子导电性聚合物系的膜。电极均采用碳的多孔体，为了促进反应，以Pt作为触媒，燃料气体中的CO将造成中毒，降低电极性能。为此，在PAFC和PEMFC应用中必须限制燃料气体中含有的CO量，特别是对于低温工作的PEMFC更应严格地加以限制。磷酸燃料电池的基本组成和反应原理是：燃料气体或城市煤气添加水蒸气后送到改质器，把燃料转化成H2、CO和水蒸气的混合物，CO和水进一步在移位反应器中经触媒剂转化成H2和CO2。经过如此处理后的燃料气体进入燃料堆的负极(燃料极)，同时将氧输送到燃料堆的正极(空气极)进行化学反应，借助触媒剂的作用迅速产生电能和热能。质...

双极膜虽然是一种新膜(与其他高分子膜200余年发展历史相比而言)，但它的研究可追溯到50年代中期。其发展过程可划分为三个阶段：第1阶段50年代中期至80年代初期，这是双极膜发展十分缓慢的时期，双极膜只是由两片阴阳离子膜直接压制，性能很差，水分解电压比理论压降高几十倍，应用研究是以水解离为基础的实验室阶段；第二阶段从80年代初至90初，由于双极膜制备技术的改进，成功地研制了单片型双极膜，其性能很大程度的提高，已经在制酸碱和脱硫技术得到了成功应用，这一阶段出现了商品双极膜；从90年代初至今是双极膜得到迅猛发展的时期，随着对双极膜工作过程机理的深入研究，从膜结构、膜材料和制备过程上进行了重大改进，使...

燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。从理论上来讲,只要连续供给燃料,燃料电池便能连续发电,已被誉为是继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。优点有1、发电效率高：燃料电池发电不受卡诺循环的限制。理论上,它的发电效率可达到85%～90%,但由于工作时各种极化的限制,目前燃料电池的能量转化效率约为40%～60%。若实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。2、环境污染小：燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时,二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。另外,由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫,而且按电化学原理发电,没有高温燃烧过程,因此几乎不排放...

燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。从理论上来讲,只要连续供给燃料,燃料电池便能连续发电,已被誉为是继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。优点有1、发电效率高：燃料电池发电不受卡诺循环的限制。理论上,它的发电效率可达到85%～90%,但由于工作时各种极化的限制,目前燃料电池的能量转化效率约为40%～60%。若实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。2、环境污染小：燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时,二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。另外,由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫,而且按电化学原理发电,没有高温燃烧过程,因此几乎不排放...

燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。从理论上来讲,只要连续供给燃料,燃料电池便能连续发电,已被誉为是继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。优点有1、发电效率高：燃料电池发电不受卡诺循环的限制。理论上,它的发电效率可达到85%～90%,但由于工作时各种极化的限制,目前燃料电池的能量转化效率约为40%～60%。若实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。2、环境污染小：燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时,二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。另外,由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫,而且按电化学原理发电,没有高温燃烧过程,因此几乎不排放...

质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点，被公认为电动汽车、固定发电站等的首要选择能源。在燃料电池内部，质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，使得质子经过膜从阳极到达阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流，因此质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用，它的好坏直接影响电池的使用寿命。质子交换膜存在下述缺点：(1)制作困难、成本高，全氟物质的合成和磺化都非常困难，而且在成膜过程中的水解、磺化容易使聚合物变性、降解，使得成膜困难，导致成本较高；(2)对温度和含水量要求高，Nafion&reg；系列膜的较佳工作温度为70～90℃，超过此温度会使...

离子交换膜的性能是多方面的,必须根据膜的电化学性能、化学性能和物理力学性能对膜进行综合评价分析。一般商品膜常提供以下性能指标。1、交换容量交换容量是离子交换膜的关键参数,其单位为mmol/g。一般交换容量高的膜，选择透过性好，导电能力也强。但是由于活性基团一般具有亲水性，因此当活性基团含量高时，膜内水分与溶胀度会随之增大，从而影响膜的强度。有时也会因膜体结构过于疏松，而使膜的选择性下降。一般膜的交换容量约为2－3mmol/g。2、含水量指膜内与活性基团结合的内在水，经每克干膜所含水的克数表示（%）。的含水量与其交换容量和交联度有关，如上所说，随着交换容量提高，含水量增加。交联度大的膜由于膜结构...

离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。fumatech离子交换膜应用的膜主要由聚合物组成，一小部分由陶瓷组成。它们都很薄，为了使其稳定，fumatech膜由相同或异物的支撑结构组成。fumatech离子交换膜主要用于物质分离，在许多情况下，常规分离工艺已被膜工业应用所取代。fumatech膜工艺通常很便宜，并且具有节能的特点，fumatech膜系统的优点来自其紧凑且通常为模块化的设计。质子交换膜燃料电池已成为汽油内燃机动力较具竞争力的洁净取代动力源。谁知道苏州竞力如何看待Fumatech...

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...

原电池的判定：（1）先分析有无外接电路，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：看电极——两极为导体且存在活泼性差异（燃料电池的电极一般为惰性电极）；看溶液——两极插入溶液中；看回路——形成闭合回路或两极直接接触；看本质——有无氧化还原反应。（2）多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异较大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。电解池是将电能转化为化学能的装置。电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。电解水本身是中性，可以加入其他离子，或者可经过半透膜分离而生成两种性质的水。氧化还原液流电池Fu...

氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池，与原电池的工作原理相同。氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的...

离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。fumatech离子交换膜应用的膜主要由聚合物组成，一小部分由陶瓷组成。它们都很薄，为了使其稳定，fumatech膜由相同或异物的支撑结构组成。fumatech离子交换膜主要用于物质分离，在许多情况下，常规分离工艺已被膜工业应用所取代。fumatech膜工艺通常很便宜，并且具有节能的特点，fumatech膜系统的优点来自其紧凑且通常为模块化的设计。氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池。河北德国F...

双极膜是一种新型离子交换复合膜，它通常由阳离子交换层和阴离子交换层复合而成，用荷有不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下，可制成不同性能和用途的双极膜，这些用途较基本的原理是双极膜界面层的水分子在反向加压时的离解(又称双极膜水解离)，即将水分解成氢离子和氢氧根离子。双极膜电渗析就是基于上述的水解离和普通的电渗析原理的基础上发展起来的，它是以双极膜代替普通电渗析的部分阴、阳膜或者在普通电渗析的阴、阳膜之间加上双极膜构成的。双极膜电渗析的较基本应用是从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)，如图所示，料液进入如图所示的三室电渗析膜堆，在直流电场的作用下，盐阴离子(X-)通过阴...

燃料电池的优点1、比能量高：液氢燃料电池的比能量是镍镉电池的800倍,直接甲醇燃料电池的比能量比锂离子电池(能量密度较高的充电电池)高10倍以上。目前,燃料电池的实际比能量尽管只有理论值的10%,但仍比一般电池的实际比能量高很多。2、辐射少：燃料电池结构简单,辐射少,损耗少。即使在11MW级的燃料电池发电厂附近,所测得的辐射也很少。3、燃料范围广：对于燃料电池而言,只要含有氢原子的物质都可以作为燃料,例如天然气、石油、煤炭等化石产物,或是沼气、酒精、甲醇等,因此燃料电池非常符合能源多样化的需求,可减缓主流能源的耗竭。4、可靠性高：当燃料电池的负载有变动时,它会很快响应。无论处于额定功率以上过载...