質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）作為一種新型的、能直接將燃料中存儲的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置,具有能量轉(zhuǎn)換效率高、對環(huán)境友好、排放少、能有效適應(yīng)低溫冷啟動等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于新能源汽車、備用電源和分布式發(fā)電站等各種領(lǐng)域,近年來越來越受到各國專家和學(xué)者的關(guān)注。質(zhì)子交換膜（PEM）作為PEMFC中的關(guān)鍵組件,在整個燃料電池的水管理中處于極為重要的位置。但是PEM表面與水結(jié)合特性的研究還鮮有報(bào)導(dǎo),特別是低EW值對PEM表面親疏水性的影響以及膜電極制備過程中熱處理溫度對PEM表面親疏水性的影響均是值得關(guān)注的重要課題。本文主要研究了不同濕度下不同EW值PEM表面的親疏水性變化,并進(jìn)一步研究了Nafion211膜在不同溫度下熱處理后表面親疏水性的變化,為不同EW值膜在不同濕度下應(yīng)用及膜電極制備過程中溫度控制提供參考。主要結(jié)論如下:1.設(shè)計(jì)了準(zhǔn)確控制濕度的裝置及方法。確定了氯化鋰溶液控制濕度法的可行性,通過計(jì)算得出不同濃度氯化鋰溶液表面蒸汽壓的數(shù)值,最終確定濕度控制范圍為19.6%⁸6.7%。為了確保計(jì)算的準(zhǔn)... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

燃料電池的發(fā)展歷史簡圖

按照燃料電池工作溫度的不同則又可以分為高溫和低溫兩種，其中 AFC 工作溫度為 100 ℃、PEFMC 為 100 ℃以內(nèi)、PAFC 工作溫度為 200 ℃，這三種被稱為低溫燃料電池；MCFC 工作溫度為 650 ℃、SOFC 為 1000 ℃，這兩種被成為高溫燃料電池，一般來說，高溫燃料電池需要較高溫度的工作環(huán)境，其啟動時間比較長，不適用與汽車及便攜式電源等方面的應(yīng)用。但其工作狀態(tài)穩(wěn)定，能夠持續(xù)不斷地提供穩(wěn)定電流，適合用于固定式發(fā)電站，其排放的廢氣廢水污染小，所以高溫燃料電池又被稱為面向高質(zhì)量排氣而聯(lián)合開發(fā)的燃料電池。圖 1.2 和表1.1 總結(jié)了各種燃料電池不同分類的區(qū)別。

圖 1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理示意圖質(zhì)子交換膜燃料電池由于其獨(dú)特的材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（使用質(zhì)子膜作為電解質(zhì)，將鉑沉積在樹脂中作催化劑，存在氣和水的流場雙極板），相比于其他類型的燃料電池勢必會有一定的優(yōu)點(diǎn)與缺陷，圖 1.4 對 PEMFC 的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和分析。從圖 1.4 中我們可以看出，PEMFC 的優(yōu)點(diǎn)主要在于以下幾個方面：（1）設(shè)計(jì)上更為簡單，可裝配性強(qiáng)；（2）PEMFC 屬于低溫燃料電池，其實(shí)際的工作溫度相對較低，在安裝、拆卸、操作等方面更加便捷；（3）質(zhì)子交換膜本身經(jīng)過幾代版本的改良和更新，其穩(wěn)定性良好；（4）PEMFC 可以直接利用空氣，來源廣泛而使用方便；（5）不同與磷酸型燃料電池，PEMFC 使用的是固體的電解質(zhì)，免去了需要再供給的麻煩；（6）PEMFC 能在低壓下工作，且能夠適應(yīng)低溫冷啟動；（7）PEMFC 的反應(yīng)氣體可以隨需求自由選擇，易于控制；（8）其工作情況穩(wěn)定，能持續(xù)輸出較高功率的電流。而其缺點(diǎn)則主要包括以下幾個方面：（1）對氫氣要求較高，質(zhì)子交換膜燃料電池使用的催化劑一般是鉑，如果氫氣中含有雜

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3500893