1.2.3 展望

    低Pt载量、高活性以及高稳定性的催化剂仍是车用PEMFC的一大挑战。目前实际应用于汽车燃料电池的催化剂主要为Pt/C。与Pt/C相比,Pt-alloy/C具有更高活性以及耐久性,其最有可能成为下一代车用燃料电池的候选催化剂。以目前Pt/C和Pt-......查看详细>>

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1.3.1 全氟磺酸(PFSA)质子交换膜

    目前,最先进的质子交换膜是基于全氟磺酸离子交换聚合物(perfluorinatedsulfonicacidionomers)的质子交换膜,也是目前在PEMFC中唯一得到广泛应用的一类质子交换膜,如Nafion(R)和Dow(R)质子交换膜。Nafion(R)和Dow(R)树脂的分子结构式如1.1节中图1-......查看详细>>

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1.3.2 质子交换膜性能指标要求及测试方法

    全氟磺酸质子交换膜由于需要依靠水作为质子溶剂和质子载体,工作温度需要低于水的沸点,而通常低温PEMFC工作温度为80～90℃。美国国家能源部(DOE)对于质子交换膜的技术指标以及在线测试评价方法如表1-7和表1-8所示。表1-7　质子交......查看详细>>

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1.3.3 质子交换膜研究进展

    虽然全氟磺酸膜在质子导电率、化学稳定性、机械强度等方面都有着出色的性能表现,但是在实际应用中以Nafion(R)为代表的全氟磺酸膜存在溶胀、价格昂贵、甲醇渗透率高的问题。针对上述问题,科学家们进行了大量的研究,其研究目......查看详细>>

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1.4.1 膜电极的结构

    膜电极通常由5部分组成,即中间的质子交换膜,两侧的阳极催化层和阴极催化层,最外侧的阳极气体扩散层和阴极气体扩散层,其结构如图1-36所示,其各层的作用如下:图1-36　膜电极结构(1)质子交换膜:①将反应生成的氢离子由阳极传递到......查看详细>>

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1.4.2 膜电极的制备工艺

    膜电极(MEA)是燃料电池的核心部件,其制备工艺较为复杂,工艺的优劣直接影响燃料电池的性能和寿命。1.4.2.1　气体扩散层的制备工艺质子交换膜燃料电池的气体扩散层(gasdiffusionlayer,GDL)通常是以碳纤维纸(简称碳纸)或碳纤维布(简称碳......查看详细>>

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1.5.1 双极板的构型设计

    1.5.1.1　极板流场基本构型由于双极板在燃料电池中同时为冷却水和反应剂提供流动的流道,因此在两面都需要加工出流场,流体在流场中的流动方向根据燃料电池的设计情况各不相同。氧化剂、还原剂以及冷却液在流场中可以按照顺......查看详细>>

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1.5.2 石墨双极板材料

    石墨材料因其良好的导电性能以及在燃料电池工作环境中良好的抗腐蚀性能受到研究者的青睐,在传统的燃料电池研究中双极板多基于石墨材料制造而成,表1-14是石墨双极板的部分性能参数与DOE(DepartmentofEnergy美国能源部)提出的燃料电......查看详细>>

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1.5.3 复合材料双极板

    在对石墨双极板进行了一定研究的基础上,研究者们将目光投向了复合材料,希望复合材料能够兼具纯石墨板和金属双极板的优点,达到耐腐蚀、体积小、质量轻、强度高的性能要求。总的来说,复合双极板可以分为碳基复合材料双极板......查看详细>>

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1.5.4 金属材料双极板

    石墨双极板和石墨基复合双极板凭借其良好的导电性能、较小的接触电阻以及良好的抗腐蚀性能在传统的燃料电池研究中一直作为双极板的基础材料受到研究者的关注,但是石墨板和复合材料双极板制造难度大、制造时间长的缺点导......查看详细>>

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