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pem離子交換膜

發布時間:2022-04-07 12:06:19

1. 在卷材中PPM,PEM,PCM,VCM分別是什麼意思

VCM:VCM指氯乙烯,chlorethylene 氯乙烯又名乙烯基(Vinylchloride)是一種應用於高分子化工的重要的單體,可由乙烯或乙炔製得。為無色、易液化氣體,沸點-13.4℃,臨界溫度142℃,臨界壓力5.22MPa。氯乙烯是有毒物質,肝癌與長期吸入和接觸氯乙烯有關。

PCM:PCM,是pericentriolar material的縮寫,意思是中心粒周物質。

PEM:PEM有多種含義,一是神魔大陸是完美時空公司推出的一款大型多人線上角色扮演游戲;二是美國PECO公司的一種專利的工程材料;三是 冷墩壓鉚螺母等。

PPM:ppm是英文part per million的縮寫,表示百萬分之幾,在不同的場合與某些物理量組合,常用於表示器件某個直流參數的精度。

(1)pem離子交換膜擴展閱讀

ppm是體積比濃度:Parts per million

ppm是溶液濃度(溶質質量分數)的一種表示方法,1升水溶液中有1毫克的溶質,g/m3或mg/L。

對於氣體:一百萬體積的空氣中所含污染物的體積數。

我國規定,特別是環保部門,要求氣體濃度以質量濃度的單位(如:mg/m3)表示,我們國家的標准規范也都是採用質量濃度單位(如:mg/m3)表示。ppm與mg/m3之間的換算式為:mg/m3=(M/22.4)×[273/(273+T)]×[P/101325]×ppm,M氣體分子量,T氣體溫度,P為壓力。

2. 請問海爾冰箱的VCM面板和PEM面板有什麼區別呢,注意是PEM面板不是PCM哦~

VCM即PET/PVC貼膜彩色鋼板,具有靚麗的外觀及優異的加工性、表面裝飾性、耐腐蝕性、耐刮傷性等,可實現低光到高光的不同效果,同時配以精美的圖案和珠光閃爍效果,目前已廣泛適用於冰箱、洗衣機等家電產品,成為豪華與時尚的代名詞。基材可選用:冷軋鋼板、熱鍍鋅鋼板、電鍍鋅鋼板、鋁板、不銹鋼板、鈦鋅板等金屬薄板。基於覆膜板表層的膜材具備可印刷等特殊工藝處理的特性,可表現多種色彩、觸感紋理等不同效果。
PEM彩板是VCM彩板的環保升級換代產品。本著可持續發展的理念和保護人類環境的要求,引進歐洲專利技術,融合傳統輥塗PCM和覆膜VCM的優點,結合自身工藝特色,研製出第三代家電彩板------新型環保彩板PEM,並將其首次應用於家用電器領域,成為環保PEM彩板的倡導者。PEM不僅具備VCM靚麗的外觀和優秀的裝飾效果,而且完全不含PVC,是真正意義上的綠色彩板,已經成為家電和裝飾彩板行業發展的新導向。

3. 高中化學中燃料電池為什麼要用質子交換膜質子交換膜的作用是什麼用了它之後和沒用相比有什麼好處謝

高中化學中燃料電池為什麼要用質子交換膜?質子交換膜的作用是什麼?用了它之後和沒用相比有什麼好處?謝
還有,陽離子交換膜和陰離子交換膜在什麼時候用啊?他們的原理是什麼,有什麼用途?這些膜我有沒弄懂!謝謝各位哥哥姐姐啦,我馬上要高考了,急啊!!謝謝O(∩_∩)O謝謝
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陽離子交換膜和陰離子交換膜作用是讓陽離子或陰離子通過,形成電流,同事阻隔正負極的氧化劑和燃料,防止正負極氧化劑和燃料直接接觸,其原理是離子交換膜的選擇透過性。質子交換膜的作用是讓質子通過,形成電流,同事阻隔正負極的氧化劑和燃料。
wenming... 推薦於:2017-09-18
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其他回答(3)
離子交換膜是一種選擇性透過的膜,比如陽離子交換膜,就只能有陽離子通過,陰離子就不行。
他的原理是通過成膜材料上面的基團,通過對離子的結合和分離,形成一條條離子通道。比如質子交換膜,通常會有一些易於質子結合的強電解質基團,比如磺酸根,質子很容易和基團結合,也很溶液分離,使得質子順利通過膜。而驅動力可能是膜兩側的壓力差、濃度差或者電勢差等。用途一般是電化學上的應用,比如燃料電池。氯鹼工藝。
燃料電池要用質子交換膜這個不準確,目前只有pemfc和dmfc是用質子交換膜的。它的原理上面簡單說過了,你可以配合圖看看書。他的作用是讓質子通過,形成電流,同事阻隔正負極的氧化劑和燃料。用了他和沒有用比有什麼好處,這個問題只能說它是燃料電池的一個必須的組成部分,沒有它電池根本都不工作。
有問題再問我吧
bluecat... 2011-04-27
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質子交換膜是只允許水和質子(或稱水合質子,H3O+)穿過的膜。
原理簡單說就是:水合質子同質子交換膜中的磺酸基結合,然後從一個磺酸基到另一個磺酸基,最終到達另一邊。理論上只允許水和質子通過,但實際上一些陽離子、小分子有機物也可能會通過
質子交換膜膜材料的改進及應用
質子交換膜燃料電池具有工作溫度低、啟動快、比功率高、結構簡單、操作方便等優點,被公認為電動汽車、固定發電站等的首選能源。在燃料電池內部,質子交換膜為質子的遷移和輸送提供通道,使得質子經過膜從陽極到達陰極,與外電路的電子轉移構成迴路,向外界提供電流,因此質子交換膜的性能對燃料電池的性能起著非常重要的作用,它的好壞直接影響電池的使用壽命。
迄今最常用的質子交換膜(PEMFC)仍然是美國杜邦公司的Nafion®膜,具有質子電導率高和化學穩定性好的優點,目前PEMFC大多採用Nafion®等全氟磺酸膜,國內裝配PEMFC所用的PEM主要依靠進口。但Nafion®類膜仍存在下述缺點:(1)製作困難、成本高,全氟物質的合成和磺化都非常困難,而且在成膜過程中的水解、磺化容易使聚合物變性、降解,使得成膜困難,導致成本較高;(2)對溫度和含水量要求高,Nafion®系列膜的最佳工作溫度為70~90℃,超過此溫度會使其含水量急劇降低,導電性迅速下降,阻礙了通過適當提高工作溫度來提高電極反應速度和克服催化劑中毒的難題;(3)某些碳氫化合物,如甲醇等,滲透率較高,不適合用作直接甲醇燃料電池(DMFC)的質子交換膜。
因此,為了提高質子交換膜的性能,對質子交換膜的改進研究正不斷進行著。從近兩年的文獻報道看,改進方法可採用以下幾種方法:
(1)有機/無機納米復合質子交換膜,依靠納米顆粒尺寸小和比表面積大的特點提高復合膜的保水能力,從而達到擴大質子交換膜燃料電池工作溫度范圍的目的;
(2)對質子交換膜的骨架材料進行改進,針對目前最常用的Nafion®膜的缺點,或在Nafion®膜基礎上改進,或另選用新型骨架材料;
(3)對膜的內部結構進行調整,特別是增加其中微孔,以使成膜方便,並解決催化劑中毒的問題。
另外,除了這3種改進,現有的許多研究都或多或少的採用了納米技術,使材料更小,性能更佳。
以下對採用這三種方法的文獻進行簡要介紹。
(1)有機/無機納米復合質子交換膜
2003年12月4日公開的Columbian化學公司世界專利WO2003100884揭示了一種磺酸導體聚合物接枝碳材料。其製作工藝為將含雜原子的導體聚合物單體在碳材料中氧化聚合,並磺化接枝,該方法也可進一步金屬化聚合物接枝的碳材料。含碳材料可以是碳黑、石墨、納米碳或fullerenes等。聚合物為聚苯胺、聚吡咯等。其質子電導率為8.9×10-2S/cm(採用Nafion-磺酸聚苯胺測試)。
國內較多專利均採用類似方法。如2003年6月公開的清華大學中國專利CN1476113,將膜基體含磺酸側基的芳雜環聚合物加到溶劑中,形成均勻混合物後,加入無機物,形成懸浮物。通過納米破碎技術對該懸浮物進行破碎,得到分散均勻的漿料,用澆注法制膜。其形成的膜結構均勻、相當緻密。它不但能良好地抗甲醇滲透,還具有良好的化學穩定性和質子傳導性,甲醇滲透率小於5%。
(2)對膜骨架聚合物材料進行改進
《Journal of Membrane Science》雜志2005年刊登了香港大學發表的論文,其採用原位酸催化聚合法,將Nafion和聚糠醇共聚,由該材料制備的質子交換膜明顯改善了還原甲醇流量,其質子電導率為0.0848S/cm。
2004年公開的中山大學中國專利CN1585153,介紹了一種直接醇類燃料電池的改性質子交換膜的制備方法。所述制備方法是以市售的磺化樹脂為原料,並加入無機納米材料,通過流延法、壓延法、塗漿法或浸膠法等成膜方法來制備質子交換膜。
(3)對膜的內部結構進行調整
《Elctrochimica Acta》雜志2004年刊登了韓國Gwangju科技學院的論文,其採用了選擇改進型聚合物為質子交換膜,其選用了磺化聚苯乙烯-b-聚(乙烯-γ-丁烯)-b-聚苯乙烯共聚物(SSEBS),在微觀形態下觀察,呈現出納米結構離子通道,這種質子交換膜的電抗性比普通質子交換膜更優異。
2001年公開的由華中科技大學申請的中國發明專利CN1411085,其在一塊厚度h≤1mm的陶瓷薄膜構上有序分布有若干微孔,其孔徑n≤2mm,微孔遍布整個陶瓷薄膜,在所述陶瓷薄膜的微孔內填充有高電導率的電解質。孔徑n最好為納米數量級。該質子交換膜的制備方法為:首先在厚度h≤1mm金屬薄膜上制備有序微孔;再用電化學方法或其它方式氧化成陶瓷薄膜;然後在陶瓷薄膜的微孔中填充高電導率的電解質。這種方法成膜容易,製造成本低的特點,並且可以通過提高質子交換膜的工作溫度解決催化劑中毒的問題。
此外,近期國外報道的一些質子交換膜製造方法還有:
WO200545976為Renault公司於2005年5月19日申請的有關離子導體復合質子交換膜的專利,其揭示了一種離子導體復合膜的製造方法,包括a)組合電子和離子性非導體聚合物,或在溶液或熔融狀態下將低熔點鹽與至少兩種聚合物混合;b)與硅土水解類有機前驅體結合;c)與相適合的雜多酸有機溶液混合,鑄造成膜,特別是成薄膜狀,厚度為5~500微米,具有平滑表面,離子導體孔道為納米級。其中聚合物選擇為聚碸類和聚醯亞胺樹脂。最終質子電導率為433k,100%RH條件下測試,達到(1.1~3.8)×10-2S/cm。
2005年3月10日公開的SABANCI大學世界專利WO200521845,使用了一種金屬塗層的納米纖維,此外還涉及電子紡紗納米纖維的金屬塗層工藝。
表1和表2分別列出了以上新方法所採用的材料、質子電導率及最終燃料電池的性能。
但目前對新方法的研究還未成熟,有一些缺點還有待進一步完善。例如:在添加無機物後復合膜會變脆且硬,成膜性變差,所以復合膜中有機物與無機物之間的適當比列變得尤其重要,這也是今後研究方向之一,此外,加入納米粒子後,在膜的綜合性能,如納米粒子的分散性能、控制反應能量方面的研究也值得進一步關注。
ht19891... 2011-04-27
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燃料電池中才會用到,使得陽離子或者陰離子單項通過,使反應能夠持續進行。
jun9209... 2011-04-27

4. 質子交換膜燃料電池系統有哪幾個部分構成,各部分的作用是什麼

①質子交換膜質子交換膜(PEM)是質子交換膜燃料電池的核心部件,是一種厚度僅為50~180um的薄膜片,其微觀結構非常復雜。它為質子傳遞提供通道,同時作為隔膜將陽極的燃料與陰極的氧化劑隔開,其性能好壞直接影響電池的性能和壽命。它與一般化學電源中使用的隔膜有很大不同,它不只是一種隔離陰陽極反應氣體的隔膜材料,還是電解質和電極活性物質(電催化劑)的基底,即兼有隔膜和電解質的作用;另外,PEM還是一種選擇透過性膜,在一定的溫度和濕度條件下具有可選擇的透過性,在質子交換膜的高分子結構中,含有多種離子基團,它只容許氫離子(氫質子)透過,而不容許氫分子及其他離子透過。

亞南膜電極參與了國家863計劃《燃料電池應急備用電源中試規模的製造及運行》項目的研究開發,項目於2016年順利通過國家科技部驗收,

(a)PEMFC的基本結構

(b)質子交換膜燃料電池組的外觀

圖1質子交換膜燃料電池的基本結構

質子交換膜燃料電池對於質子交換膜的要求非常高,質子交換膜必須具有良好的質子電導率、良好的熱和化學穩定性、較低的氣體滲透率,還要有適度的含水率,對電池工作過程中的氧化、還原和水解具有穩定性,並同時具有足夠高的機械強度和結構強度,以及膜表面適合與催化劑結合的性能。

質子交換膜的物理、化學性質對燃料電池的性能具有極大的影響,對性能造成影響的質子交換膜的物理性質主要有:膜的厚度和單位面積質量、膜的抗拉強度、膜的含水率和膜的溶脹度。質子交換膜的電化學性質主要表現在膜的導電性能(電阻率、面電阻,電導率)和選擇通過性能(透過性參數P)上。

a.膜的厚度和單位面積質量。膜的厚度和單位面積質量越低,膜的電阻越小,電池的工作電壓和能量密度越大;但是如果厚度過低,會影響膜的抗控強度,甚至引起氫氣的泄漏而導致電池的失效。

b.膜的抗拉強度。膜的抗拉強度與膜的厚度成正比,也與環境有關,通常在保證膜的抗拉強度的前提下,應盡量減小膜的厚度。

c.膜的含水率。每克干膜的含水量稱為膜的含水率,可用百分數表示。含水率對膜電解質的質子傳遞能力影響很大,還會影響到氧在膜中的溶解擴散。含水率越高,質子擴散因子和滲透率也越大,膜電阻隨之下降,但同時膜的強度也有所下降。

d.膜的溶脹度。膜的溶脹度是指離子膜在給定的溶液中浸泡後,離子膜的面積或體積變化的百分率,即浸液後的體積(面積)和干膜的體積(面積)的差值與干膜的體積(面積)的百分比。膜的溶脹度表示反應中膜的變形程度。溶脹度高,在水合和脫水時會由於膜的溶脹而造成電極的變形和質子交換膜局部應力的增大,從而造成電池性能的下降。

質子交換膜燃料電池曾採用酚醛樹脂磺酸型膜、聚苯乙烯磺酸型膜、聚三氟苯乙烯磺酸型膜和全氟磺酸型膜。研究表明,全氟磺酸型膜最適合作為質子交換膜燃料電池的固體電解質。雖然全氟磺酸膜具有良好的性能,但由於膜的結構、工藝和生產批量等問題的存在,到目前為止,質子交換膜的成本還非常高,因此需要尋找高性能低成本的替代膜。一個選擇是使用全氟磺酸材料與聚四氟乙烯(PTFE)的復合膜,其中PTFE是起強化作用的微孔介質,而全氟磺酸材料則在微孔中形成質子傳遞通道。這種復合膜能夠改善膜的機械強度和穩定性,而且膜可以做得很薄,減少了全氟磺酸材料的用量,降低了膜的成本,同時較薄的膜還改善了膜中水的分布,提高了膜的質子傳導性能。另一個選擇是尋找新的低氟或非氟膜材料。此外,還可以採用無機酸與樹脂的共混膜,不僅可以提高膜的電導率,還可以提高膜的工作溫度。

②電催化劑催化劑是質子交換膜燃料電池中的關鍵性技術焦點所在。為了加快電化學反應速度,氣體擴散電極上都含有一定量的催化劑。由於燃料電池的低運行溫度,以及電解質酸性的本質,故應用的催化劑層需要貴金屬。PEMFC電催化劑按作用部位可分為陰極催化劑和陽極催化劑兩類。質子交換膜燃料電池的陽極反應為氫的氧化反應,陰極為氧的還原反應。因氧的催化還原作用比氫的催化氧化作用更為困難,所以陰極是最關鍵的電極。

對催化劑的要求是足夠的催化活性和穩定性,陽極催化劑還應具有抗CO中毒的能力,對於使用烴類燃料重整的質子交換膜燃料電池系統,陽極催化劑系統尤其應注意這個問題。PEMFC電催化劑按照使用金屬可分為鉑系和非鉑系電催化劑兩類。由於質子交換膜燃料電池的工作溫度低於100℃,目前只有貴金屬催化劑對氫氣氧化和氧氣還原反應表現出了足夠的催化活性.現在所用的最有效催化劑是鉑或鉑合金催化劑,它對氫氣氧化和氧氣還原都具有非常好的催化能力,且可以長期穩定工作。由於這種電池是在低溫條件下工作的,因此,提高催化劑的活性,防止電極催化劑中毒很重要。

以鉑或鉑合金作為催化劑的主要問題是成本太高,由於Pt的價格高、資源匱乏,使得質子交換膜燃料電池的成本居高不下,限制了大規模的應用,需要進一步降低鉑的載量。一種方法是尋找新的價格較低的非鉑,非貴金屬催化劑;另一種方法是改進電極結構,有效利用鉑催化劑,提高Pt的利用率,減少單位面積的使用量。

以鉑或鉑合金作為催化劑的另一個主要問題是其毒化問題。鉑催化劑因極富活性而提供了優異的性能。該催化劑對一氧化碳和硫的生成物與氧相比有較高的親和力,這種毒化效應強烈地制約了催化劑的高度活性,並阻礙了擴展到其中的氫或氧.使得電極反應不能發生,燃料電池性能遞減。若氫由重整裝置提供,則氣流中將含有一些一氧化碳,或吸入的空氣因來自被污染城市而含有一氧化碳,這都會造成毒化問題的產生。由一氧化碳引起的毒化是可逆的,但它增加了成本,且各個燃料電池需要單獨處理。

③電極質子交換膜燃料電池的電極是一種典型的多孔氣體擴散電極,一般由氣體擴散層和催化層構成。擴散層是導電材料製成的多孔合成物,起著支撐催化層、收集電流的作用,並為電化學反應提供電子通道、氣體通道和排水通道。催化層是進行電化學反應的區域,是電極的核心部分,其內部結構粗糙多孔,有足夠的表面積以促進氫氣和氧氣的電化學反應。電極製作的好壞對電池的性能有重要影響。

擴散層一般以多孔炭紙或炭布為基底,並經聚四氟乙烯(PTFE)和炭黑處理後構成的,厚度約為0.2~0.3mm。在擴散層中,被PTFE覆蓋的大孔是憎水孔,未被PTFE覆蓋的小孔是親水孔。反應氣體通過憎水孔傳遞,而產物水則通過親水孔排出。制備擴散層的關鍵是如何實現憎水孔和親水孔的合理分布。一個好的氣體擴散電極應同時具備適度的親水性和憎水性,以保證催化劑發生作用的最佳濕化環境,同時讓反應生成的水及時排除,以免電極被淹。

催化層可以分為常規憎水催化層、薄層親水催化層和超薄催化層。早期的催化層是常規的憎水催化層,厚度超過50um,主要是將鉑黑或碳載鉑催化劑和PTFE微粒混合後,經絲網印刷、塗布和噴塗等方法塗覆到擴散層上並經熱處理製得.催化層中的PTFE提供了氣體擴散通道,而催化劑則為電子和水的傳遞提供了通道。但是這種催化層質子傳導能力較差,性能不高。後來,為了改進這種催化層的質子傳導能力並增加催化劑、反應氣體和質子交換膜三相界面的面積,又研製了薄層親水催化層和超薄催化層。

5.  膜電極組件(MEA)是質子交換膜(PEM)燃料電池的核心

亞南膜電極組件(MEA)是質子交換膜(PEM)燃料電池的核心。它包含促進燃料通過電化學過程轉化為電能所必需的物質。 它由兩側配有電極的聚合物電極膜組成。氫氣從一側(陽極)進入,與催化劑反應後分離為質子和電子。質子穿過膜到達另一個電極(陰極)。在這里與氧氣合成,並在催化劑的作用下生成水。無法穿過質子交換膜的電子會從燃料電池中流出,用於產生電能。

6. 製做氫水的spe技術和pem技術有什麼不同

spe and pem technology
固相萃取與質子交換膜技術

7. pem的工作原理

庄沒有納入電網覆蓋范圍。不僅如此,通往城鄉的電力供應仍舊不穩定。因此,柴油發電機被大范圍地應用於分散式供電。柴油發電機(圖 1 左)雖然價格低廉,但普遍效率低下,同時會對周邊環境和居民的健康帶來潛在危害。

圖 3. PEM 燃料電池堆的示例,它包含多層重復單元。圖註:ElectroPhen Biopolar Plate – 雙極板;Membrane Electrode Assembly – 膜電極組件;Gas Flow Channels – 氣體流道;Repeat Unit – 重復單元

燃料電池的輸出功率和效率取決於多種因素,其中包括:陽極和陰極活性層的催化活性、電極將氣體擴散電極中的液態水輸送至外部的能力、碳網路的電導率和孔隙率、反應氣體流向催化劑的傳輸過程、PEM 的質子電導率以及雙極板的電導率。

尋找最高效的配置

為印度的電信塔選擇 PEM 燃料電池的關鍵在於找到轉化效率最高的最優結構。眾所周知,對一個設計因素進行優化時,可能會降低另一個因素的效率。舉例來說,增加氣體擴散層的孔隙率更有利於氫氣和空氣自由地進入、水分自由地離開,但可能會降低電導率。

由 NCL 項目的首席科學家 Ashish Lele 博士領銜的專業團隊針對不同的配置進行了模擬和分析,力求為印度電信塔使用的 PEM 燃料電池尋找最優性能組合。他表示:「我們希望進一步了解碳電極中發生的反應,研究電極中的反應氣體和質子的傳輸過程如何影響總反應速率。我們的最終目標是了解各類不同參數對 PEM 燃料電池整體性能的影響,這些參數包括工作條件、流場的幾何形狀和 MEA 結構等。」

8. 美國fideris公司的燃料電池測試儀器怎麼樣PEM質子交換膜燃料電池測試系統大約多少錢

Fideris系列產品是一個包括了實體檢測和評估的所有方面的完整的測試系統。它採用了模塊式的、即插即用式的配置方式,提供很高的靈活性和多樣性,可以購買新的模塊實現系統擴展。例如,如果客戶已經購買了一套2氣質子交換膜燃料電池測試系統,而客戶後來的科研要求對甲醇進行測試,則可只購買fideris的液體供給模塊,即插即用,與以前系統完美組合而變成一套2氣1液質子交換膜燃料電池測試系統。可以測氫以及甲醇。這種簡易的擴展模式,使用戶以最低的成本實現系統升級。簡而言之,專利的模塊化設計以及控制軟體使Fideris產品用戶的投資長期有效。

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