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1、質(zhì)子交換膜燃料電池組員：方毅、羅烈升背景不可再生能源資源日益枯竭，環(huán)境污染日益嚴(yán)重。人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。發(fā)展清潔、高效、可持續(xù)發(fā)展的新能源動(dòng)力技術(shù)已成為十分緊迫的任務(wù)。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC)技術(shù)就是這樣一種綠色能源技術(shù)，它使用可再生的能源資源——?dú)錃?，可?shí)現(xiàn)零排放。PEMFC簡(jiǎn)介質(zhì)子交換膜燃料電池(protonexchangemembranefuelcell，英文簡(jiǎn)稱PEMFC)是一種燃料電池，在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽(yáng)極、陰極和質(zhì)子交換膜組成，陽(yáng)極為氫燃料發(fā)生氧化的場(chǎng)所，陰極為氧化劑還原的場(chǎng)所，兩極都含有加速
2、電極電化學(xué)反應(yīng)的催化劑，質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)。工作時(shí)相當(dāng)于一直流電源，其陽(yáng)極即電源負(fù)極，陰極為電源正極。PEMFC的工作原理兩極的反應(yīng)分別為：陽(yáng)極（負(fù)極）：陰極（正極）：總反應(yīng)：PEMFC結(jié)構(gòu)示意圖單元燃料電池由三種基本元件組成：質(zhì)子交換膜氣體擴(kuò)散層雙極板質(zhì)子交換膜（pem）基本要求：電導(dǎo)率高化學(xué)穩(wěn)定性行好熱穩(wěn)定性好良好的力學(xué)性能反應(yīng)氣體的透氣率低水的電滲系數(shù)小作為反應(yīng)介質(zhì)要有利于電極反應(yīng)價(jià)格低廉質(zhì)子交換膜迄今最常用的質(zhì)子交換膜（PEM）仍然是美國(guó)杜邦公司的Nafion質(zhì)子交換膜，具有質(zhì)子電導(dǎo)率高和化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，PEMFC大多采用Nafion等全氟磺
3、酸膜，國(guó)內(nèi)裝配PEMFC所用的PEM主要依靠進(jìn)口。但Nafion質(zhì)子交換類膜仍存在下述缺點(diǎn)：(1)制作困難、成本高，全氟物質(zhì)的合成和磺化都非常困難，而且在成膜過(guò)程中的水解、磺化容易使聚合物變性、降解，使得成膜困難，導(dǎo)致成本較高；(2)對(duì)溫度和含水量要求高，Nafion系列膜的最佳工作溫度為70～90℃，超過(guò)此溫度會(huì)使其含水量急劇降低，導(dǎo)電性迅速下降，阻礙了通過(guò)適當(dāng)提高工作溫度來(lái)提高電極反應(yīng)速度和克服催化劑中毒的難題；(3)某些碳?xì)浠衔?，如甲醇等，滲透率較高，不適合用作直接甲醇燃料電池(DMFC)的質(zhì)子交換膜。質(zhì)子交換膜Nafion膜的價(jià)格在600美元每平
4、方米左右，相當(dāng)于120美元每千瓦（單位電池電壓為0.65V）。在燃料電池系統(tǒng)中，膜的成本幾乎占總成本的20%~30%。為盡早實(shí)現(xiàn)燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用，降低質(zhì)子交換膜的價(jià)格迫在眉睫。加拿大的巴拉德公司在質(zhì)子交換膜領(lǐng)域做了后來(lái)居上的工作，使人們看到了交換膜商業(yè)化的希望。據(jù)研究計(jì)劃報(bào)道，其第三代質(zhì)子交換膜BAM3G，是部分氟化的磺酸型質(zhì)子交換膜，演示壽命已經(jīng)超過(guò)4500h，其價(jià)格已經(jīng)降到50美元每立方米，這相當(dāng)于10美元每千瓦（單位電池電壓為0.65V）。PEMFC的優(yōu)點(diǎn)與內(nèi)燃機(jī)相比，質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)點(diǎn)有：能量轉(zhuǎn)換效率高（不受卡諾循環(huán)限制）；零污染（反應(yīng)產(chǎn)
5、物為純凈水）；燃料氫來(lái)源廣泛；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便（無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件）；PEMFC的優(yōu)點(diǎn)與鋰離子電池比，質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)點(diǎn)：電能儲(chǔ)量是鋰離子電池的10倍；能大電流放電；安全性高；更適合環(huán)保；適用范圍更廣。PEMFC的不足膜的價(jià)格高，成本昂貴，制造工藝成本過(guò)高；純氫是pemfc最理想的燃料，但以純氫為燃料時(shí)，氫的制造、運(yùn)輸和貯備是一個(gè)較大的問(wèn)題；催化劑成本較高，特別是貴金屬鉑的用量問(wèn)題。PEMFC的應(yīng)用前景Pemfc的主要應(yīng)用領(lǐng)域可分為以下三大類：1）用作便攜電源、小型移動(dòng)電源，適用于軍事、通訊、計(jì)算機(jī)等；2）用作交通工具動(dòng)力，如摩托車、汽車、火車、船舶等
6、；3）用作分散型電站，適于用作海島、山區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)或新開(kāi)發(fā)地區(qū)電站。PEMFC的應(yīng)用燃料電池汽車燃料電池手機(jī)燃料電池發(fā)電站燃料電池筆記本總結(jié)質(zhì)子交換膜燃料電池具有重要的應(yīng)用前景，目前阻礙其商業(yè)化應(yīng)用的主要問(wèn)題是成本太高！謝謝！
