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pem离子交换膜

发布时间:2022-04-07 12:06:19

1. 在卷材中PPM,PEM,PCM,VCM分别是什么意思

VCM:VCM指氯乙烯,chlorethylene 氯乙烯又名乙烯基(Vinylchloride)是一种应用于高分子化工的重要的单体,可由乙烯或乙炔制得。为无色、易液化气体,沸点-13.4℃,临界温度142℃,临界压力5.22MPa。氯乙烯是有毒物质,肝癌与长期吸入和接触氯乙烯有关。

PCM:PCM,是pericentriolar material的缩写,意思是中心粒周物质。

PEM:PEM有多种含义,一是神魔大陆是完美时空公司推出的一款大型多人线上角色扮演游戏;二是美国PECO公司的一种专利的工程材料;三是 冷墩压铆螺母等。

PPM:ppm是英文part per million的缩写,表示百万分之几,在不同的场合与某些物理量组合,常用于表示器件某个直流参数的精度。

(1)pem离子交换膜扩展阅读

ppm是体积比浓度:Parts per million

ppm是溶液浓度(溶质质量分数)的一种表示方法,1升水溶液中有1毫克的溶质,g/m3或mg/L。

对于气体:一百万体积的空气中所含污染物的体积数。

我国规定,特别是环保部门,要求气体浓度以质量浓度的单位(如:mg/m3)表示,我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位(如:mg/m3)表示。ppm与mg/m3之间的换算式为:mg/m3=(M/22.4)×[273/(273+T)]×[P/101325]×ppm,M气体分子量,T气体温度,P为压力。

2. 请问海尔冰箱的VCM面板和PEM面板有什么区别呢,注意是PEM面板不是PCM哦~

VCM即PET/PVC贴膜彩色钢板,具有靓丽的外观及优异的加工性、表面装饰性、耐腐蚀性、耐刮伤性等,可实现低光到高光的不同效果,同时配以精美的图案和珠光闪烁效果,目前已广泛适用于冰箱、洗衣机等家电产品,成为豪华与时尚的代名词。基材可选用:冷轧钢板、热镀锌钢板、电镀锌钢板、铝板、不锈钢板、钛锌板等金属薄板。基于覆膜板表层的膜材具备可印刷等特殊工艺处理的特性,可表现多种色彩、触感纹理等不同效果。
PEM彩板是VCM彩板的环保升级换代产品。本着可持续发展的理念和保护人类环境的要求,引进欧洲专利技术,融合传统辊涂PCM和覆膜VCM的优点,结合自身工艺特色,研制出第三代家电彩板------新型环保彩板PEM,并将其首次应用于家用电器领域,成为环保PEM彩板的倡导者。PEM不仅具备VCM靓丽的外观和优秀的装饰效果,而且完全不含PVC,是真正意义上的绿色彩板,已经成为家电和装饰彩板行业发展的新导向。

3. 高中化学中燃料电池为什么要用质子交换膜质子交换膜的作用是什么用了它之后和没用相比有什么好处谢

高中化学中燃料电池为什么要用质子交换膜?质子交换膜的作用是什么?用了它之后和没用相比有什么好处?谢
还有,阳离子交换膜和阴离子交换膜在什么时候用啊?他们的原理是什么,有什么用途?这些膜我有没弄懂!谢谢各位哥哥姐姐啦,我马上要高考了,急啊!!谢谢O(∩_∩)O谢谢
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阳离子交换膜和阴离子交换膜作用是让阳离子或阴离子通过,形成电流,同事阻隔正负极的氧化剂和燃料,防止正负极氧化剂和燃料直接接触,其原理是离子交换膜的选择透过性。质子交换膜的作用是让质子通过,形成电流,同事阻隔正负极的氧化剂和燃料。
wenming... 推荐于:2017-09-18
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其他回答(3)
离子交换膜是一种选择性透过的膜,比如阳离子交换膜,就只能有阳离子通过,阴离子就不行。
他的原理是通过成膜材料上面的基团,通过对离子的结合和分离,形成一条条离子通道。比如质子交换膜,通常会有一些易于质子结合的强电解质基团,比如磺酸根,质子很容易和基团结合,也很溶液分离,使得质子顺利通过膜。而驱动力可能是膜两侧的压力差、浓度差或者电势差等。用途一般是电化学上的应用,比如燃料电池。氯碱工艺。
燃料电池要用质子交换膜这个不准确,目前只有pemfc和dmfc是用质子交换膜的。它的原理上面简单说过了,你可以配合图看看书。他的作用是让质子通过,形成电流,同事阻隔正负极的氧化剂和燃料。用了他和没有用比有什么好处,这个问题只能说它是燃料电池的一个必须的组成部分,没有它电池根本都不工作。
有问题再问我吧
bluecat... 2011-04-27
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质子交换膜是只允许水和质子(或称水合质子,H3O+)穿过的膜。
原理简单说就是:水合质子同质子交换膜中的磺酸基结合,然后从一个磺酸基到另一个磺酸基,最终到达另一边。理论上只允许水和质子通过,但实际上一些阳离子、小分子有机物也可能会通过
质子交换膜膜材料的改进及应用
质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点,被公认为电动汽车、固定发电站等的首选能源。在燃料电池内部,质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道,使得质子经过膜从阳极到达阴极,与外电路的电子转移构成回路,向外界提供电流,因此质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用,它的好坏直接影响电池的使用寿命。
迄今最常用的质子交换膜(PEMFC)仍然是美国杜邦公司的Nafion®膜,具有质子电导率高和化学稳定性好的优点,目前PEMFC大多采用Nafion®等全氟磺酸膜,国内装配PEMFC所用的PEM主要依靠进口。但Nafion®类膜仍存在下述缺点:(1)制作困难、成本高,全氟物质的合成和磺化都非常困难,而且在成膜过程中的水解、磺化容易使聚合物变性、降解,使得成膜困难,导致成本较高;(2)对温度和含水量要求高,Nafion®系列膜的最佳工作温度为70~90℃,超过此温度会使其含水量急剧降低,导电性迅速下降,阻碍了通过适当提高工作温度来提高电极反应速度和克服催化剂中毒的难题;(3)某些碳氢化合物,如甲醇等,渗透率较高,不适合用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜。
因此,为了提高质子交换膜的性能,对质子交换膜的改进研究正不断进行着。从近两年的文献报道看,改进方法可采用以下几种方法:
(1)有机/无机纳米复合质子交换膜,依靠纳米颗粒尺寸小和比表面积大的特点提高复合膜的保水能力,从而达到扩大质子交换膜燃料电池工作温度范围的目的;
(2)对质子交换膜的骨架材料进行改进,针对目前最常用的Nafion®膜的缺点,或在Nafion®膜基础上改进,或另选用新型骨架材料;
(3)对膜的内部结构进行调整,特别是增加其中微孔,以使成膜方便,并解决催化剂中毒的问题。
另外,除了这3种改进,现有的许多研究都或多或少的采用了纳米技术,使材料更小,性能更佳。
以下对采用这三种方法的文献进行简要介绍。
(1)有机/无机纳米复合质子交换膜
2003年12月4日公开的Columbian化学公司世界专利WO2003100884揭示了一种磺酸导体聚合物接枝碳材料。其制作工艺为将含杂原子的导体聚合物单体在碳材料中氧化聚合,并磺化接枝,该方法也可进一步金属化聚合物接枝的碳材料。含碳材料可以是碳黑、石墨、纳米碳或fullerenes等。聚合物为聚苯胺、聚吡咯等。其质子电导率为8.9×10-2S/cm(采用Nafion-磺酸聚苯胺测试)。
国内较多专利均采用类似方法。如2003年6月公开的清华大学中国专利CN1476113,将膜基体含磺酸侧基的芳杂环聚合物加到溶剂中,形成均匀混合物后,加入无机物,形成悬浮物。通过纳米破碎技术对该悬浮物进行破碎,得到分散均匀的浆料,用浇注法制膜。其形成的膜结构均匀、相当致密。它不但能良好地抗甲醇渗透,还具有良好的化学稳定性和质子传导性,甲醇渗透率小于5%。
(2)对膜骨架聚合物材料进行改进
《Journal of Membrane Science》杂志2005年刊登了香港大学发表的论文,其采用原位酸催化聚合法,将Nafion和聚糠醇共聚,由该材料制备的质子交换膜明显改善了还原甲醇流量,其质子电导率为0.0848S/cm。
2004年公开的中山大学中国专利CN1585153,介绍了一种直接醇类燃料电池的改性质子交换膜的制备方法。所述制备方法是以市售的磺化树脂为原料,并加入无机纳米材料,通过流延法、压延法、涂浆法或浸胶法等成膜方法来制备质子交换膜。
(3)对膜的内部结构进行调整
《Elctrochimica Acta》杂志2004年刊登了韩国Gwangju科技学院的论文,其采用了选择改进型聚合物为质子交换膜,其选用了磺化聚苯乙烯-b-聚(乙烯-γ-丁烯)-b-聚苯乙烯共聚物(SSEBS),在微观形态下观察,呈现出纳米结构离子通道,这种质子交换膜的电抗性比普通质子交换膜更优异。
2001年公开的由华中科技大学申请的中国发明专利CN1411085,其在一块厚度h≤1mm的陶瓷薄膜构上有序分布有若干微孔,其孔径n≤2mm,微孔遍布整个陶瓷薄膜,在所述陶瓷薄膜的微孔内填充有高电导率的电解质。孔径n最好为纳米数量级。该质子交换膜的制备方法为:首先在厚度h≤1mm金属薄膜上制备有序微孔;再用电化学方法或其它方式氧化成陶瓷薄膜;然后在陶瓷薄膜的微孔中填充高电导率的电解质。这种方法成膜容易,制造成本低的特点,并且可以通过提高质子交换膜的工作温度解决催化剂中毒的问题。
此外,近期国外报道的一些质子交换膜制造方法还有:
WO200545976为Renault公司于2005年5月19日申请的有关离子导体复合质子交换膜的专利,其揭示了一种离子导体复合膜的制造方法,包括a)组合电子和离子性非导体聚合物,或在溶液或熔融状态下将低熔点盐与至少两种聚合物混合;b)与硅土水解类有机前驱体结合;c)与相适合的杂多酸有机溶液混合,铸造成膜,特别是成薄膜状,厚度为5~500微米,具有平滑表面,离子导体孔道为纳米级。其中聚合物选择为聚砜类和聚酰亚胺树脂。最终质子电导率为433k,100%RH条件下测试,达到(1.1~3.8)×10-2S/cm。
2005年3月10日公开的SABANCI大学世界专利WO200521845,使用了一种金属涂层的纳米纤维,此外还涉及电子纺纱纳米纤维的金属涂层工艺。
表1和表2分别列出了以上新方法所采用的材料、质子电导率及最终燃料电池的性能。
但目前对新方法的研究还未成熟,有一些缺点还有待进一步完善。例如:在添加无机物后复合膜会变脆且硬,成膜性变差,所以复合膜中有机物与无机物之间的适当比列变得尤其重要,这也是今后研究方向之一,此外,加入纳米粒子后,在膜的综合性能,如纳米粒子的分散性能、控制反应能量方面的研究也值得进一步关注。
ht19891... 2011-04-27
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燃料电池中才会用到,使得阳离子或者阴离子单项通过,使反应能够持续进行。
jun9209... 2011-04-27

4. 质子交换膜燃料电池系统有哪几个部分构成,各部分的作用是什么

①质子交换膜质子交换膜(PEM)是质子交换膜燃料电池的核心部件,是一种厚度仅为50~180um的薄膜片,其微观结构非常复杂。它为质子传递提供通道,同时作为隔膜将阳极的燃料与阴极的氧化剂隔开,其性能好坏直接影响电池的性能和寿命。它与一般化学电源中使用的隔膜有很大不同,它不只是一种隔离阴阳极反应气体的隔膜材料,还是电解质和电极活性物质(电催化剂)的基底,即兼有隔膜和电解质的作用;另外,PEM还是一种选择透过性膜,在一定的温度和湿度条件下具有可选择的透过性,在质子交换膜的高分子结构中,含有多种离子基团,它只容许氢离子(氢质子)透过,而不容许氢分子及其他离子透过。

亚南膜电极参与了国家863计划《燃料电池应急备用电源中试规模的制造及运行》项目的研究开发,项目于2016年顺利通过国家科技部验收,

(a)PEMFC的基本结构

(b)质子交换膜燃料电池组的外观

图1质子交换膜燃料电池的基本结构

质子交换膜燃料电池对于质子交换膜的要求非常高,质子交换膜必须具有良好的质子电导率、良好的热和化学稳定性、较低的气体渗透率,还要有适度的含水率,对电池工作过程中的氧化、还原和水解具有稳定性,并同时具有足够高的机械强度和结构强度,以及膜表面适合与催化剂结合的性能。

质子交换膜的物理、化学性质对燃料电池的性能具有极大的影响,对性能造成影响的质子交换膜的物理性质主要有:膜的厚度和单位面积质量、膜的抗拉强度、膜的含水率和膜的溶胀度。质子交换膜的电化学性质主要表现在膜的导电性能(电阻率、面电阻,电导率)和选择通过性能(透过性参数P)上。

a.膜的厚度和单位面积质量。膜的厚度和单位面积质量越低,膜的电阻越小,电池的工作电压和能量密度越大;但是如果厚度过低,会影响膜的抗控强度,甚至引起氢气的泄漏而导致电池的失效。

b.膜的抗拉强度。膜的抗拉强度与膜的厚度成正比,也与环境有关,通常在保证膜的抗拉强度的前提下,应尽量减小膜的厚度。

c.膜的含水率。每克干膜的含水量称为膜的含水率,可用百分数表示。含水率对膜电解质的质子传递能力影响很大,还会影响到氧在膜中的溶解扩散。含水率越高,质子扩散因子和渗透率也越大,膜电阻随之下降,但同时膜的强度也有所下降。

d.膜的溶胀度。膜的溶胀度是指离子膜在给定的溶液中浸泡后,离子膜的面积或体积变化的百分率,即浸液后的体积(面积)和干膜的体积(面积)的差值与干膜的体积(面积)的百分比。膜的溶胀度表示反应中膜的变形程度。溶胀度高,在水合和脱水时会由于膜的溶胀而造成电极的变形和质子交换膜局部应力的增大,从而造成电池性能的下降。

质子交换膜燃料电池曾采用酚醛树脂磺酸型膜、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,全氟磺酸型膜最适合作为质子交换膜燃料电池的固体电解质。虽然全氟磺酸膜具有良好的性能,但由于膜的结构、工艺和生产批量等问题的存在,到目前为止,质子交换膜的成本还非常高,因此需要寻找高性能低成本的替代膜。一个选择是使用全氟磺酸材料与聚四氟乙烯(PTFE)的复合膜,其中PTFE是起强化作用的微孔介质,而全氟磺酸材料则在微孔中形成质子传递通道。这种复合膜能够改善膜的机械强度和稳定性,而且膜可以做得很薄,减少了全氟磺酸材料的用量,降低了膜的成本,同时较薄的膜还改善了膜中水的分布,提高了膜的质子传导性能。另一个选择是寻找新的低氟或非氟膜材料。此外,还可以采用无机酸与树脂的共混膜,不仅可以提高膜的电导率,还可以提高膜的工作温度。

②电催化剂催化剂是质子交换膜燃料电池中的关键性技术焦点所在。为了加快电化学反应速度,气体扩散电极上都含有一定量的催化剂。由于燃料电池的低运行温度,以及电解质酸性的本质,故应用的催化剂层需要贵金属。PEMFC电催化剂按作用部位可分为阴极催化剂和阳极催化剂两类。质子交换膜燃料电池的阳极反应为氢的氧化反应,阴极为氧的还原反应。因氧的催化还原作用比氢的催化氧化作用更为困难,所以阴极是最关键的电极。

对催化剂的要求是足够的催化活性和稳定性,阳极催化剂还应具有抗CO中毒的能力,对于使用烃类燃料重整的质子交换膜燃料电池系统,阳极催化剂系统尤其应注意这个问题。PEMFC电催化剂按照使用金属可分为铂系和非铂系电催化剂两类。由于质子交换膜燃料电池的工作温度低于100℃,目前只有贵金属催化剂对氢气氧化和氧气还原反应表现出了足够的催化活性.现在所用的最有效催化剂是铂或铂合金催化剂,它对氢气氧化和氧气还原都具有非常好的催化能力,且可以长期稳定工作。由于这种电池是在低温条件下工作的,因此,提高催化剂的活性,防止电极催化剂中毒很重要。

以铂或铂合金作为催化剂的主要问题是成本太高,由于Pt的价格高、资源匮乏,使得质子交换膜燃料电池的成本居高不下,限制了大规模的应用,需要进一步降低铂的载量。一种方法是寻找新的价格较低的非铂,非贵金属催化剂;另一种方法是改进电极结构,有效利用铂催化剂,提高Pt的利用率,减少单位面积的使用量。

以铂或铂合金作为催化剂的另一个主要问题是其毒化问题。铂催化剂因极富活性而提供了优异的性能。该催化剂对一氧化碳和硫的生成物与氧相比有较高的亲和力,这种毒化效应强烈地制约了催化剂的高度活性,并阻碍了扩展到其中的氢或氧.使得电极反应不能发生,燃料电池性能递减。若氢由重整装置提供,则气流中将含有一些一氧化碳,或吸入的空气因来自被污染城市而含有一氧化碳,这都会造成毒化问题的产生。由一氧化碳引起的毒化是可逆的,但它增加了成本,且各个燃料电池需要单独处理。

③电极质子交换膜燃料电池的电极是一种典型的多孔气体扩散电极,一般由气体扩散层和催化层构成。扩散层是导电材料制成的多孔合成物,起着支撑催化层、收集电流的作用,并为电化学反应提供电子通道、气体通道和排水通道。催化层是进行电化学反应的区域,是电极的核心部分,其内部结构粗糙多孔,有足够的表面积以促进氢气和氧气的电化学反应。电极制作的好坏对电池的性能有重要影响。

扩散层一般以多孔炭纸或炭布为基底,并经聚四氟乙烯(PTFE)和炭黑处理后构成的,厚度约为0.2~0.3mm。在扩散层中,被PTFE覆盖的大孔是憎水孔,未被PTFE覆盖的小孔是亲水孔。反应气体通过憎水孔传递,而产物水则通过亲水孔排出。制备扩散层的关键是如何实现憎水孔和亲水孔的合理分布。一个好的气体扩散电极应同时具备适度的亲水性和憎水性,以保证催化剂发生作用的最佳湿化环境,同时让反应生成的水及时排除,以免电极被淹。

催化层可以分为常规憎水催化层、薄层亲水催化层和超薄催化层。早期的催化层是常规的憎水催化层,厚度超过50um,主要是将铂黑或碳载铂催化剂和PTFE微粒混合后,经丝网印刷、涂布和喷涂等方法涂覆到扩散层上并经热处理制得.催化层中的PTFE提供了气体扩散通道,而催化剂则为电子和水的传递提供了通道。但是这种催化层质子传导能力较差,性能不高。后来,为了改进这种催化层的质子传导能力并增加催化剂、反应气体和质子交换膜三相界面的面积,又研制了薄层亲水催化层和超薄催化层。

5.  膜电极组件(MEA)是质子交换膜(PEM)燃料电池的核心

亚南膜电极组件(MEA)是质子交换膜(PEM)燃料电池的核心。它包含促进燃料通过电化学过程转化为电能所必需的物质。 它由两侧配有电极的聚合物电极膜组成。氢气从一侧(阳极)进入,与催化剂反应后分离为质子和电子。质子穿过膜到达另一个电极(阴极)。在这里与氧气合成,并在催化剂的作用下生成水。无法穿过质子交换膜的电子会从燃料电池中流出,用于产生电能。

6. 制做氢水的spe技术和pem技术有什么不同

spe and pem technology
固相萃取与质子交换膜技术

7. pem的工作原理

庄没有纳入电网覆盖范围。不仅如此,通往城乡的电力供应仍旧不稳定。因此,柴油发电机被大范围地应用于分散式供电。柴油发电机(图 1 左)虽然价格低廉,但普遍效率低下,同时会对周边环境和居民的健康带来潜在危害。

图 3. PEM 燃料电池堆的示例,它包含多层重复单元。图注:ElectroPhen Biopolar Plate – 双极板;Membrane Electrode Assembly – 膜电极组件;Gas Flow Channels – 气体流道;Repeat Unit – 重复单元

燃料电池的输出功率和效率取决于多种因素,其中包括:阳极和阴极活性层的催化活性、电极将气体扩散电极中的液态水输送至外部的能力、碳网络的电导率和孔隙率、反应气体流向催化剂的传输过程、PEM 的质子电导率以及双极板的电导率。

寻找最高效的配置

为印度的电信塔选择 PEM 燃料电池的关键在于找到转化效率最高的最优结构。众所周知,对一个设计因素进行优化时,可能会降低另一个因素的效率。举例来说,增加气体扩散层的孔隙率更有利于氢气和空气自由地进入、水分自由地离开,但可能会降低电导率。

由 NCL 项目的首席科学家 Ashish Lele 博士领衔的专业团队针对不同的配置进行了模拟和分析,力求为印度电信塔使用的 PEM 燃料电池寻找最优性能组合。他表示:“我们希望进一步了解碳电极中发生的反应,研究电极中的反应气体和质子的传输过程如何影响总反应速率。我们的最终目标是了解各类不同参数对 PEM 燃料电池整体性能的影响,这些参数包括工作条件、流场的几何形状和 MEA 结构等。”

8. 美国fideris公司的燃料电池测试仪器怎么样PEM质子交换膜燃料电池测试系统大约多少钱

Fideris系列产品是一个包括了实体检测和评估的所有方面的完整的测试系统。它采用了模块式的、即插即用式的配置方式,提供很高的灵活性和多样性,可以购买新的模块实现系统扩展。例如,如果客户已经购买了一套2气质子交换膜燃料电池测试系统,而客户后来的科研要求对甲醇进行测试,则可只购买fideris的液体供给模块,即插即用,与以前系统完美组合而变成一套2气1液质子交换膜燃料电池测试系统。可以测氢以及甲醇。这种简易的扩展模式,使用户以最低的成本实现系统升级。简而言之,专利的模块化设计以及控制软件使Fideris产品用户的投资长期有效。

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