Последнее обновление: 02.03.2022
Мембрана Proton Display (PEM)-это основной элемент протонной мембраны для обмена топлива (PEMFC), который играет важную роль в производительности PEMFC. Он не только имеет функцию блокировки, но и имеет функцию ведения протонов. Полностью протоновые мембраны, в основном, состоящие из фторированной сульфоновой кислоты, протоновых мембран, нафионовых перекачивающихся мембран, не фторированных полимерных протоновых мембран и новых композитных мембран для протонного обмена.
Топливные элементы Proton Display мембранные, стали наиболее конкурентоспособными чистыми альтернативными источниками питания для бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Материалы, используемые в качестве PEM, должны соответствовать следующим требованиям:
(1) хорошая проводимость протона;
(2) электроосмос молекулы воды в мембране небольшой.
(3) проницаемость газа в мембраны такой же небольшой, насколько это возможно.
(4) Хорошая электрохимическая устойчивость;
(5) хорошая производительность преобразования мокрого и сухого материала;
(6) определенная механическая прочность;
(7) хорошая производительность и подходящая цена.
В настоящее время его можно разделить на перфторированную сульфонную кислоту, протонную мембрану, нафионовую рекастную мембрану, не-фторированный полимер, протонную обменную мембрану, новую Композитную протонную мембрану и так далее.
Мембранный топливный элемент (PEMFC) Proton Display имеет много достоинств, таких как низкая рабочая температура, быстрый запуск, высокая удельная мощность, простая структура и простота в эксплуатации. Она была признана предпочтительным источником энергии с длительным сроком службы и электростанций. В топливных ячейках, протоновые мембраны обеспечивают канал для перемещения и транспортировки протонов, что позволяет протонам достигать катода через мембрану из анода. Электронная передача от мембраны к катоду составляет цепь и обеспечивает ток снаружи. Таким образом, характеристики мембран протонного обмена играют очень важную роль в производительности топливных элементов. Его качество напрямую влияет на производительность топливных элементов. Срок службы звукового аккумулятора.
До сих пор наиболее часто используемая мембрана протона (PEMFC) по-прежнему остается Nafion & reg компании DuPont в США. Мембрана имеет преимущества высокой проводимости протона и хорошей химической стабильности. В настоящее время большинство пемfc использует мембраны Nafion & reg, а также другие Перфторированные сульфонические кислоты. PEMFC, используемый в домашней сборке, в основном зависит от импорта. Тем не менее, мембрана Nafion & reg; По-прежнему имеет следующие проблемы:
(1) очень трудно синтезировать и сульфонат Перфторированные материалы из-за высокой стоимости и сложностей в процессе подготовки. Более того, гидролиз и сульфонация в процессе формирования пленки позволяют легко деформации и деформации полимера, что делает процесс формирования пленки тяжелым и сопрягается с высокой ценой.
(2) Nafion & reg, требующая высокой температуры и содержания воды, имеет лучшую рабочую температуру 70-90 (?) C. Превышая эту температуру, содержание воды и проводимость пленок будет значительно снижаться, что мешает улучшению скорости реакции электрода и решению катализатора, вызванного травлением, путем правильного увеличения рабочей температуры.
(3) некоторые углекислоты, такие как метанол, отличаются высокой проницаемостью и не подходят для протонных мембран прямых топливных элементов метанола (DMFC).
Таким образом, в целях улучшения производительности мембран протонного обмена, в настоящее время проводятся исследования по вопросу улучшения мембран протонного обмена. Согласно информации, приведенной в журналах за последние два года, для улучшения способа можно использовать следующие методы:
(1) органические/неорганические нано-композитные протоновые мембраны улучшают водоудерживающую способность композитных мембран в зависимости от маленького размера и большой удвоенной площади наночастиц, таким образом, чтобы расширить диапазон рабочих температур топливных элементов мембраны протона.
(2) улучшите Материал основы протонной мембраны, ориентируясь на проблемы Nafion & reg, которая в настоящее время является наиболее часто используемой мембраной, или улучшить его на основе Nafion & reg, или выбрать новый рамочный материал;
(3) для регулировки внутренней структуры мембраны, особенно для увеличения микропора, с тем чтобы облегчить образование мембраны и решить проблему катализаторного травления.
Кроме того, в дополнение к этим трем улучшениям, во многих известных исследованиях используется более или менее нанотехнология, чтобы сделать материалы меньше и лучше.
