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。目前高温燃料电池之电极主要是以触媒材料制成,例如固态氧化物燃料电池(简称SOFC)的Y2O3-stabilized-ZrO2(简称YSZ)及熔融碳酸盐燃料电池(简称MCFC)的氧化镍电极等,而低温燃料电池则主要是由气体扩散层支撑一薄层触媒材料而构成,例如磷酸燃料电池(简称PAFC)与质子交换膜燃料电池(简称PEMFC)的白金电极等。原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。广东PEM水电解Fumatech膜
燃料电池是一种能量转化装置,它是按电化学原理,即原电池工作原理,等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能,因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子,电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下,通过电解质迁移到阳极上,与燃料气反应,构成回路,产生电流。同时,由于本身的电化学反应以及电池的内阻,燃料电池还会产生一定的热量。电池的阴、阳两极除传导电子外,也作为氧化还原反应的催化剂。当燃料为碳氢化合物时,阳极要求有更高的催化活性。阴、阳两极通常为多孔结构,以便于反应气体的通入和产物排出。电解质起传递离子和分离燃料气、氧化气的作用。为阻挡两种气体混合导致电池内短路,电解质通常为致密结构。上海离子Fumatech膜产品怎么样燃料电池是一种电化学的发电装置,能量转化效率高,且无污染,正在成为理想的能源利用方式。
电解水通常是指含盐(如氯化钠)的水经过电解之后所生成的产物。电解过后的水本身是中性,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。其中一种是碱性离子水,另一种是酸性离子水。以氯化钠为水中所含电解质的电解水,在电解后会含有氢氧化钠、次氯酸与次氯酸钠(如果是纯水经过电解,则只会产生氢氧根离子、氢气、氧气与氢离子)。在某些条件下,电解后产生的酸性电解水有杀菌用途。依据电解原理在电极生成的氧气,在较低pH值(例,pH<2.7)情况时,会与氯化合生成次氯酸根或亚氯酸根离子水溶液。此外,虽然有些广告宣称碱性电解水具有“中和酸性体质”的用途,但是实际上电解产生的碱性水到达胃部时,会被具有强酸性的胃酸变成酸性。
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-)通过阴离子交换膜进入酸室,并与双极膜离解的氢离子生成酸(HX);而盐阳离子(M+)通过阳离子交换膜进入碱室,在那里与双极膜离解的氢氧根离子形成碱(MOH)。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。
阴离子交换膜是新型能量转换装置的重要构成部分,其使用性能是否符合要求是新能源电池能否得到商业化应用的基本前提,所以各国对阴离子交换膜的研究争先恐后,相继开发出具有不同结构、应用于不同类型电池的电解质隔膜。我国中科院化物所及各高校也纷纷加大了电池及其膜材料的研究力度,近年来也取得了一定成果,这也是我国新能源技术研究与利用的重要组成部分。离子交换膜燃料电池也称聚合物电解质燃料电池或质子交换膜燃料电池。正、负极均用载铂的催化剂电极材料直接压在膜的两边,形成所谓“零间隙”,电池结构紧凑。由于使川铂作电催化剂,可在4}一6I1℃工作。离子交换膜应有良好的离子导电能力,耐氧化,稳定性好并能防止气体穿透,常用全氟磺酸型漠,但价贵。质子交换膜不只具有阻隔作用,还具有传导质子的作用。离子Fumatech膜寿命
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。广东PEM水电解Fumatech膜
离子交换膜的性能1、导电性(膜电阻)一般用电导率(Ω.cm)或电阻率(Ω.cm)表示,也常用膜面电阻即单位膜面积的电阻(Ω.cm)表示。对电阻的表示因用途而异。一般讲,在不影响其他性能的情况下电阻越小越好,以降低电能消耗。膜电阻与膜结构和膜厚度有关,此外还与外界溶液及温度有关。通常规定25C,于0.1mol/LKCL溶液或0.1mol/LNaCL溶液中测定的膜电导作为比较标准。2、膨胀性能(尺寸稳定性)膜有膨胀和收缩应尽量小而且均匀。否则既会带来组装的,而且还将造成压头损失增大、漏水、漏电和电流率下降等不良现象。广东PEM水电解Fumatech膜
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