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质子交换膜燃料电池中质子交换膜怎么实现选择透过性?燃料电池的工作原理及优缺点

作者:机械网
文章来源:本站

  

质子交换膜燃料电池中质子交换膜怎么实现选择透过性?质子交换膜燃料电池的工作原理及优缺点

  

质子交换膜燃料电池中质子交换膜怎么实现选择透过性?质子交换膜燃料电池的工作原理及优缺点

  

质子交换膜燃料电池中质子交换膜怎么实现选择透过性?质子交换膜燃料电池的工作原理及优缺点

  首先质子交换膜有分隔开燃料和氧化剂的作用,使其不直接接触反应从而引起爆炸。

  第二这个选择透过性,是指让质子通过也就是氢质子,而不让电子通过,就是膜中间不产生电流。

  先说不让电子通过。质子交换膜是一种聚合物膜,它是绝缘的,就是不让电子通过。

  再说它的质子通过性,氢质子是通过水合氢离子的形式传递。而这个质子的传递机制包括跳跃机理和运载机理两种。

  一跳跃机理主要发生在磺酸根基团周围,质子沿着氢键链传递,通过结合力较弱的氢键的断裂-形成过程,实现质子的迁移。二运载机理存在于自由水区,通过扩散作用实现质子迁移,此过程中无需氢键参与。

  上述的选择透过性,是在质子交换膜在良好的运行状态下实现的。这里包括质子交换膜的热性能、溶解性能、力学性能、电性能和抗腐蚀性能,只有良好的性能,才能实现良好的质子传导率和电子隔绝。比如热性能低,质子交换膜可能在高温小出现热点,从而使得膜穿透,这样如果轻微状况下,只是电子通过然后电池性能下降;严重时就是阳极和阳极联通,发生爆炸。所有满足膜性能的前提下,才能实现选择透过性。

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