质子交换膜种类
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质子交换膜:全氟磺酸型膜为目前主流,复合膜、高温膜、碱性膜是未来发展方向
质子交换膜是燃料电池关键材料,其作用是在反应时,只让阳极失去电子的氢离子(质子)透过到达阴极,但阻止电子、氢分子、水分子等通过,需要其具有以下几个特性:(1)电导率高(高选择性地离子导电而非电子导电);(2)化学稳定性好(耐酸碱和抗氧化还原能力);(3)热稳定性好;(4)良好的机械性能(如强度和柔韧性);(5)反应气体的透气率低、水的电渗系数小;(6)可加工性好、价格适当。
全氟磺酸膜
目前常用的商业化质子交换膜是全氟磺酸膜,全氟磺酸型膜是目前燃料电池主要采用的膜材料,全球全氟磺酸型膜的供应商集中于日本和欧美国家,其中应用最广泛的是美国杜邦公司的Nafion系列膜。
全氟磺酸膜有机械强度高、化学稳定性好、湿度大条件下导电率高等优点,但是同时也存在缺点:温度升高时会引起质子传导性变差、高温时易发生化学降解、单体合成困难、成本高等。因此各机构也在研究其他类型的膜,包括复合膜、高温膜、碱性膜等。
复合膜
复合膜是通过复合的方法来改性全氟型磺酸膜从而提升其耐高温性和阻醇性,如美国Gore公司研制的Gore-select复合膜、大连化物所的Nafion/PTFE复合增强膜和碳纳米管增强复合膜等。
碱性膜
碱性膜对应的燃料电池系统的工作环境为碱性,在这种状态下催化剂选择的范围可以更宽泛,不仅限于铂,还可以使用镍和银等;美国3M公司开发的一种新型PAIF高温质子交换膜,其某些特性参数已经达到甚至超过DOE 2020年目标。
杭州驰飞超声波专注于超声波涂层技术20多年。杭州驰飞的超声波喷涂设备可以在PEM、GDL、电极、各种电解质膜和固体氧化物燃料电池上沉积均匀的催化剂涂层,悬浮液包括碳黑油墨、PTFE粘合剂、陶瓷浆料、铂等。