PEMFC——燃料电池课件

公司曾采用杜邦公司的全氟磺酸膜,延长了电池寿命,解决了电池生成水被污染的问题,并用小电池在生物实验卫星上进行了搭载实验。?但在美国航天飞机用电源的竞争中未能中标,让位于石棉膜型碱性氢氧燃料电池(AFC),造成PEMFC的研究长时间内处于低谷。Р1983年,加拿大国防部资助了巴拉德动力公司进行PEMFC的研究。在加拿大、美国等国科学家的共同努力下,FEMFC取得了突破性进展。Р采用薄的(50-150m)高电导率的Nafion和Dow全氟磺酸膜,使电池性能提高数倍。Р接着又采用铂炭催化剂代替纯铂黑,在电极催化层中加入全氟磺酸树脂,实现了电极的立体化.并将阴极、阳极与膜热压到一起,组成电极-膜-电极“三合一”组件(membrane-electrode-assembly,MEA)。Р这种工艺减少了膜与电池的接触电阻,并在电极内建立起质子通道,扩展了电极反应的三相界面,增加了铂的利用率。不但大幅度提高了电池性能,而且使电极的铂担量降至低于0.5mg/cm2,电池输出功率密度高达0.5-2w/cm2,电池组的质量比功率和体积比功率分别达到700w/kg和1000w/L。Р三. 特点与用途?除了具有FC的一般优点外,PEMFC还具有:? 室温下快速启动? 无电解质液流失? 比功率和比能量高? 寿命长。?可用于分散电站,移动电源,是电动车、移动通讯和潜艇等的理想电源,也是最佳的家庭动力源。Р四. 电极?PEMFC的电极均为气体扩散电极。它至少有两层构成:起支撑作用的扩散层和为电化学反应进行的催化层。Р催化层?扩散层Р电极结构示意图Р(一)扩散层?功能:Р1)起支撑作用,为此要求扩散层适于担载催化层,扩散层与催化层的接触电阻要小;催化层主要成分是Pt/C电催化剂,故扩散层一般选炭材制备;?2)反应气需经扩散层才能到达催化层参与电化学反应,因此扩散层应具备高孔隙率和适宜的孔分布,有利于传质。