Sammendrag av protonutvekslingsmembrankunnskap

A Protonutvekslingsmembraner et tynt lag polymerelektrolytt med kationutvekslingsgrupper (sulfonsyregrupper, karboksylsyregrupper, fosfatgrupper, etc.). Kationutvekslingsgruppene er kjemisk bundet til polymeren for å danne en enkelt enhet. Denne faste tilkoblingsmetoden unngår tap av små molekylelektrolytter.Proton utvekslingsmembranerer delt inn i perfluorosulfonsyremembraner, delvis fluorerte polymermembraner, nye ikke-fluorerte polymermembraner, komposittmembraner, etc. i henhold til fluorinnholdet. For tiden, perfluorinertProtonutvekslingsmembraner mainstream -teknologien med høy grad av industrialisering. Det brukes hovedsakelig i nedstrøms brenselceller, oppstrøms elektrolyse av vann for hydrogenproduksjon, energilagringsbatterier og andre felt.

Det fulle navnet på PEMFC er Proton Exchange Membranebrenselcelle. DeProtonutvekslingsmembraner elektrolytten til PEMFC, som spiller rollen som å utføre hydrogenioner, isolere drivstoff og oksidanter og blokkere elektroner. Det er kjernekomponenten i PEMFC. Sammenlignet med andre brenselceller har PEMFC en høyere effekttetthet på grunn av den utmerkede ytelsen til protonmembranen.

01

Perfluorosulfonsyremembran

Perfluorosulfonsyremembranen er sammensatt av en fluorokarbonryggrad og en etergrenkjede med en sulfonsyregruppe.

Kjennetegn: høy mekanisk styrke, god kjemisk stabilitet og høy konduktivitet under høye luftfuktighetsforhold; Høy strømtetthet ved lave temperaturer og lav protonledningsmotstand.

Fordeler: Høy mekanisk styrke, god kjemisk stabilitet, høy elektrisk ledningsevne, høy strømtetthet ved lave temperaturer, lav protonledningsmotstand

Ulemper: Proton konduktivitet forverres når temperaturen stiger, kjemisk nedbrytning er utsatt for å oppstå ved høye temperaturer, og kostnadene er høye.

02

Ikke-perfluorert protonutvekslingsmembran

Bruk substituerte klorider i stedet for fluoresiner, eller bland fluorider med uorganiske eller andre ikke-fluoridforbindelser.

Kjennetegn: Meget lav sulfonsyregruppeinnhold og høy arbeidseffektivitet.

Fordeler: lave kostnader og høy arbeidseffektivitet.

Ulemper: Dårlig mekanisk styrke og kjemisk stabilitet.

03

Fluorfri protonutvekslingsmembran

Sammensatt av fluorert hydrokarbonfri polymermembran.

Fordeler: lave kostnader, lite forurensning

Ulemper: Svak kjemisk stabilitet

04

Sammensatt film

Komposittmembran sammensatt av modifisert materiale og perfluorosulfonsyreharpiks.

Fordeler: Forbedrede mekaniske egenskaper, forbedret vannoverføring og distribusjon i membranen, og reduserte indre motstand av protonutvekslingsmembranen

Ulemper: Krav med høy forberedelsesteknologi

Bruksområder av protonutvekslingsmembraner

En av de viktigste anvendelsene av protonutvekslingsmembraner erProtonutvekslingsmembranbrenselceller. Disse brenselcellene har et bredt spekter av kommersielle og militære applikasjoner, inkludert luftfarts-, bilindustrien og energiindustrien. Tidlige protonutvekslingsmembranbrenselcelleapplikasjoner var hovedsakelig konsentrert i luftfartsindustrien. Den høyere kapasiteten til brenselceller på den tiden gjorde dem til et ideelt valg sammenlignet med batterier.

Pembrenselcellerer populære i bilapplikasjoner fordi de opererer ved relativt lave temperaturer og kan starte opp raskt selv under freeforhold.