1.1 质子交换膜燃料电池原理及概述
各种类型的燃料电池中，质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其操作温度(约80℃)低，功率密度高，启动快，对负载变化响应快，在最近几年备受关注[1]。其中氢/空气质子交换膜燃料电池尤为适用于轻型汽车动力和建...查看详细>>
635字1.1.1 电池部件
在电堆中，一个典型的质子交换膜燃料电池(见图1-1)单元包含以下组件：图1-1质子交换膜燃料电池示意图(1)离子交换膜。(2)导电多孔扩散层。(3)在膜和扩散层之间的催化剂(电极)。(4)电池连接件和双...查看详细>>
128字1图1.1.2 电解质膜
有机阳离子交换膜是一种有机高聚物膜，最初被WilliamT.Grubb于1957年应用于燃料电池。这些尝试最终实现了现代质子交换膜燃料电池系统的发展。质子交换膜将燃料和氧化剂分隔在两侧电极中。它是一种离...查看详细>>
578字1图1.1.3 多孔扩散层
两片多孔气体扩散层将膜电极组合体夹在中间，主要起气体扩散和收集电流的作用。多孔扩散层的主要功能包括：①实现气体在催化层表面的扩散;②提供机械支撑;③导通电流;④排除反应生成水。扩散层的材质是经疏水材料处...查看详细>>
150字1.1.4 催化层
催化剂层(电极)位于膜和扩散层中间。电极由催化剂和黏合剂组成。阳极和阴极都使用铂基催化剂。为促进氢氧化反应(HOR)，阳极使用碳载纯铂催化剂。考虑到阳极燃料存在CO杂质，易引起Pt中毒，也往往会使用铂钌...查看详细>>
254字1.1.5 水热管理
燃料电池在100℃以下运行，水以液体形态存在。一个关键的技术要求就是保持电解质膜具有较高的湿度以确保膜的高导电性。特别在高电流密度时(约1A/cm2)，保持高湿度尤为重要。同时水的形成和分布关系到电池...查看详细>>
324字1.1.6 燃料电池化学热力学:Gibbs自由能和Nernst公式
电化学反应中Gibbs自由能G的变化指的是燃料电池在恒温恒压力条件下的最大输出功率，即W=ΔG=-nFE(1-1)式中：n是参与反应的电子数;F是法拉第常数(96487库仑/摩尔电子);E是电池的理想...查看详细>>
579字6图1.1.7 燃料电池实际运行性能
由于电池的放电过程是热力学上的不可逆过程，所以得到的电池电压低于其理想的平衡值。相对于平衡值，电池电压的损失被称为极化或超电势。极化主要来源于3个方面：①电化学极化;②欧姆极化;③浓差极化。电化学极化是...查看详细>>
601字1图1.1.8 电极反应
燃料电池电极反应包括阳极反应和阴极反应。1.1.8.1阳极反应质子交换膜燃料电池中的阳极反应是阳极电催化剂表面的氢气氧化反应(HOR)。氢气氧化反应(HOR)和析氢反应(HER)是迄今为止研究最为透彻的...查看详细>>
2017字17图1.2 质子交换膜燃料电池电催化机理及催化剂研究进展
燃料电池是一种在等温条件下，不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料和氧气中的化学能转化为电能的发电装置，具有高效、无污染、无噪声、可靠性高、模块化、对负载变化快速响应等显著优点，被誉为21世纪的主要能源之...查看详细>>
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