質(zhì)子交換膜的種類

氫燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池。1)氫氣通過管道或氣體導(dǎo)流板到達(dá)陽極。在陽極催化劑的作用下，氫分子離解成帶正電的氫離子(質(zhì)子)，釋放出帶負(fù)電的電子。2)氫離子通過電解質(zhì)(質(zhì)子交換膜)到達(dá)陰極；電子通過外部電路到達(dá)陰極。

電子在外部電路中形成電流，通過適當(dāng)?shù)倪B接可以向負(fù)載輸出電能。3)在電池的另一端，氧氣(或空氣)通過管道或氣體導(dǎo)流板到達(dá)陰極；在陰極催化劑的作用下，氧與氫離子和電子反應(yīng)生成水。氫燃料電池采用質(zhì)子交換膜，保證氫氧反應(yīng)完全。順便補(bǔ)充一下，氫燃料電池的效率可以達(dá)到60%以上，現(xiàn)在還有不使用貴金屬鉑的催化劑。另外，內(nèi)燃機(jī)的效率受卡諾循環(huán)的限制，所以它的效率是有上限的，而且總是很低。

膜狀材料還有以下缺點(diǎn)：1)制作難度大，成本高，全氟材料的合成和磺化非常困難，成膜過程當(dāng)中的水解和磺化容易使聚合物變性降解，成膜困難，造成成本高；2)對溫度和含水量要求高，系列膜的工作溫度為7090。高于這個溫度會造成含水量和電導(dǎo)率急劇下降，阻礙電極反應(yīng)速度的提高，通過適當(dāng)提高工作溫度來戰(zhàn)勝催化劑中毒的問題；3)一些碳?xì)浠衔?，如甲醇，滲透性高，不適合直接甲醇燃料電池(DMFC)的質(zhì)子交換膜。因此，為了提高質(zhì)子交換膜的性能，對質(zhì)子交換膜的改進(jìn)研究也在不斷進(jìn)行。