质子交换膜燃料电池.pptx

质子交换膜燃料电池

Contents1.背景2.基本原理3.面临的困难4.展望

尾气污染噪音污染资源匮乏背景

背景1960年代中期，美国奇异公司的WillardThomasGrubb和LeeNiedrach，参与了美国海军船务署与美国陆军通讯兵团的一项专案，要求发展一种小型燃料电池，便发明了以质子交换膜为电解质的燃料电池。无污染无噪音能量转换效率高

基本原理质子交换膜由于质子交换膜只能传导质子，因此氢离子（即质子）可直接穿过质子交换膜到达阴极，而电子只能通过外电路才能到达阴极。当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。

基本原理氢流入燃料电池到达阳极，裂解成氢离子（质子）和电子。氢离子通过电解质渗透到阴极，而电子通过外部网路流动，提供电力。以空气形式存在的氧供应到阴极，与电子和氢离子结合形成水。

阳极：2H2→4H++4e-阴极：O2+4H++4e-→2H2O整体：2H2+O2→2H2O+能量

质子交换膜燃料电池的特点能量转化效率高零排放节约资源维护方便通过氢氧化合作用，直接将化学能转化为电能，不通过热机过程，不受卡诺循环的限制。其唯一的排放物是纯净水（及水蒸气），没有污染物排放，是环保型能源。氢气来源极其广泛，是一种可再生的能源资源，取之不尽，用之不绝。内部构造简单，电池模块呈现自然的“积木化”结构，使得电池组的组装和维护都非常方便

面临的困难目前,限制PEMFC推广应用的关键,一是在于制造成本,二是在于储氢困难。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。一些利用醇做氢源的电池中含有的C经过反应可能会生成CO,使铂催化剂中毒,大大减弱铂的催化效果。对温度和含水量要求高，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。

应用便携电源交通动力分散型电站移动电源车载电源备用电源军用潜艇城市交通新开发地区电站

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