燃料電池中的催化劑是質(zhì)子交換膜嗎?
作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-07-15分類:催化劑及助劑瀏覽:108
催化劑和質(zhì)子交換膜是兩個(gè)不同的東西。
燃料電池的催化劑
陽(yáng)極催化劑包括Pt-Ru、Pt-Sn、Pt-WO3、Pt-Mo等。
對(duì)于燃料電池,各個(gè)國(guó)家,各個(gè)實(shí)驗(yàn)室,各個(gè)汽車廠家所研究或者使用的催化劑一般是不同的,而且是保密的,這是核心技術(shù)。但是可能引起中毒的因素都差不多。
1、CO,一般是以酒精為燃料的燃料電池;
2、SO2,很多有機(jī)燃料中都會(huì)含有這個(gè),而且會(huì)是大多數(shù)的催化劑中毒;
3、積碳,C容易積累在反應(yīng)界面上面,阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,反應(yīng)溫度不要太高,溫度往往也是催化劑催化活性的殺手。
至于壽命和催化劑的配方有關(guān)。
由于質(zhì)子交換膜只能傳導(dǎo)質(zhì)子,因此氫離子(即質(zhì)子)可直接穿過(guò)質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極,而電子只能通過(guò)外電路才能到達(dá)陰極。當(dāng)電子通過(guò)外電路流向陰極時(shí)就產(chǎn)生了直流電。
迄今最常用的質(zhì)子交換膜(PEM)仍然是美國(guó)杜邦公司的Nafion質(zhì)子交換膜,具有質(zhì)子電導(dǎo)率高和化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),PEMFC大多采用Nafion等全氟磺酸膜,國(guó)內(nèi)裝配PEMFC所用的PEM主要依靠進(jìn)口。但Nafion質(zhì)子交換類膜仍存在下述缺點(diǎn):(1)制作困難、成本高,全氟物質(zhì)的合成和磺化都非常困難,而且在成膜過(guò)程中的水解、磺化容易使聚合物變性、降解,使得成膜困難,導(dǎo)致成本較高;(2)對(duì)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(guò)此溫度會(huì)使其含水量急劇降低,導(dǎo)電性迅速下降,阻礙了通過(guò)適當(dāng)提高工作溫度來(lái)提高電極反應(yīng)速度和克服催化劑中毒的難題;(3)某些碳?xì)浠衔铮缂状嫉龋瑵B透率較高,不適合用作直接甲醇燃料電池(DMFC)的質(zhì)子交換膜。
Nafion膜的價(jià)格在600美元每平方米左右,相當(dāng)于120美元每千瓦(單位電池電壓為0.65V)。在燃料電池系統(tǒng)中,膜的成本幾乎占總成本的20%~30%。為盡早實(shí)現(xiàn)燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用,降低質(zhì)子交換膜的價(jià)格迫在眉睫。加拿大的巴拉德公司在質(zhì)子交換膜領(lǐng)域做了后來(lái)居上的工作,使人們看到了交換膜商業(yè)化的希望。據(jù)研究計(jì)劃報(bào)道,其第三代質(zhì)子交換膜BAM3G,是部分氟化的磺酸型質(zhì)子交換膜,演示壽命已經(jīng)超過(guò)4500h,其價(jià)格已經(jīng)降到50美元每立方米,這相當(dāng)于10美元每千瓦(單位電池電壓為0.65V)。
以上信息僅供參考,希望能幫到你。
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