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质子交换膜燃料电池简介
2017-4-10
来源:未知
点击数: 1834          作者:未知
  • 随着中国经济的持续发展,化石能源的过渡消耗和于此同时产生的环境污染引起了人们巨大的担忧。近年来,各地频频发生的水体污染,雾霾和沙尘暴等环境恶化事件,让人们意识到寻找新的可替代能源以提高能源利用率并降低能源利用过程中环境污染物的排放已迫在眉睫。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种高效,对环境友好且发展最为成熟的燃料电池发电体系,与传统热机发电相比有不可比拟的优势,特别是日本丰田公司在商品化燃料电池车Mirai上取得的突破性进展使得该技术离实际运用越来越近。

    PEMFC的核心部件是其中的膜电极组件,主要由质子交换膜,气体催化层以及气体扩散层组成。PEMFC主要使用纯净的氢气作为燃料气,在阳极区域,氢气被氧化成质子,在水分子的帮助下透过质子交换膜,传输到电池的阴极。这些质子在阴极区域与催化剂还原氧气形成的氧离子进一步发生电化学反应,这一过程释放出的电子在外电路的定向移动就形成了电流,完成整个发电过程。因此,膜电极是质子交换膜中多相物质传输和发生电化学反应的场所,决定着燃料电池的性能、寿命及成本。膜电极组件的制备工艺一直是燃料电池领域的核心技术,只有能够掌握成熟的高性能膜电极制备工艺和路线,才能在质子交换膜燃料电池这一技术领域避免被其他国家“卡脖子”,带动和促进国内氢能产业链发展,提前完成下一代能源结构体系的战略布局,对我国经济发展和国防建设具有重要的意义。

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