电堆运行时,质子交换膜需要保持一定的湿度,反应生成的水需要排除。不同形态的水的迁移、传输、生成、凝结对电堆的稳定运行都有很大影响,这就产生了发电系统的水、热管理问题。通常情况下,电堆均需使用复杂的纯水增湿辅助系统用于增湿质子交换膜,以免电极“干死”(质子交换膜传导质子能力下降,甚至损坏);同时又必须及时将生成的水排出,以防电极“淹死”。由于发电机的运行温度一般在80℃左右,此时发电机的运行效能较好,因此反应气体进入电堆前需要预加热,这一过程通常与气体的加湿过程同时进行;电堆发电时产生的热量将使电堆温度升高,必须采取适当的冷却措施,可以保持发电机电堆工作温度稳定。这些通常用热交换器与纯水增湿装置进行调节,并用计算机进行协调控制。质子交换膜可以实现系统更加简化、功率更大的小型燃料电池组。哪里可以查到上海应用所如何看待Fumatech膜
提高膜的含水量,可使膜的导电能力增加,但由于膜的溶胀会合螈选择性下降,一般膜的含水量约为20%-40%左右。导电性(膜电阻)一般用电导率或电阻率表示,也常用膜面电阻即单位膜面积的电阻表示。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。选择透过性反映膜对不同离子的选择透过能力,用离子迁移数(t)和膜的透过度(p)来表示。膜内离子迁移数即某一种离子在膜内的迁移量与全部离子在膜内的迁移量的比值。或者也可用离子迁移所带电量之比来表示。对于理想的离子交换膜,反离子的迁移数为1,同名离子的迁移数为0。实际上由于各种因素的影响,反离子在膜内的实际迁移可能达到1。可否知道中电丰业用多少Fumatech膜质子交换膜的性能直接决定了氯碱的质量与成本。
离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液的的离子具有选择透过功能的膜,通常由高分子材料制成。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。离子交换膜同离子交换树脂类似,都在高分子骨架上连接活性离子基团。按膜的宏观结构可把离子交换膜分为三大类,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。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,在生产中应用普遍。但制作复杂,机械强度较低。半均相离子交换膜也是将活性基团引入高分子支持物制成的。但两者不形成化学结合,其性能介于均相离子交换膜和非均相离子交换膜之间。
质子交换膜在实际应用中,要求质子交换膜具有高的质子传导率和良好的化学与机械稳定性。全氟磺酸树脂(PFSA)具有优良的热稳定性、化学稳定性、优异的质子导电性能、高的水传输性能等优势,为燃料电池膜在复杂工况下的长使用寿命提供了保障;增强材料为增强膜带来优异的力学性能;全氟磺酸树脂支链上的亲水性磺酸基团可形成离子通道,使燃料电池质子膜具有优良的质子传导特性。全氟质子膜根据是否增强可分为均质膜和复合增强膜。均质膜与复合膜也是实际常用的区分膜材料的办法。质子交换膜工作温度较高会使其含水量急剧降低。
抗拉强度是指离子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。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。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、操作方便;有谁知道宝鸡长信使用Fumatech膜
质子交换膜的性能和寿命直接决定电池的性能和寿命。哪里可以查到上海应用所如何看待Fumatech膜
复合膜是由均质膜改性而来的,它利用均质膜的树脂与有机或无机物复合使其比均质膜在某些功能方面得到强化。典型的包括:提高机械性能的复合膜。这种复合膜以多孔薄膜(如多孔PT⁃FE)或纤维为增强骨架浸渍全氟磺酸树脂制成复合增强膜,在保证质子传导的同时,解决了薄膜的强度问题,同时尺寸稳定性也有大幅度的提高。提高化学稳定性的复合膜。为了防止由于电化学反应过程中自由基引起的化学衰减,加入自由基淬灭剂是有效的解决办法,可以在线分解与消除反应过程中自由基,提高膜的寿命。哪里可以查到上海应用所如何看待Fumatech膜
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