通常，氧化剂的流量是质子交换膜燃料电池发生反应所需化学计量流量的2 倍。由于质子交换膜燃料电池的最佳工作温度约为80 ℃，并且反应产物均以液态形式存在，易于收集，因而其水管理系统相对较为简单。在多数质子交换膜燃料电池系统中，反应产物水被用于系统的冷却和部分用来加湿燃料气和氧化剂。控制系统从图6-2-4 可知，质子交换膜燃料电池系统由众多子系统组成，每个子系统既独立，又相互联系。......
2023-08-20
质子交换膜燃料电池：应用现状与发展趋势
【摘要】：现在的问题是不存在这样的材料，至少其性能不足以使燃料电池正常工作。具有高质子传导性的最佳隔板是聚合物膜。现在也有几家公司能够生产质子交换膜燃料电池，不过价格很高，而且寿命仍然十分有限。为了获得足够的质子传导率，膜的使用温度需控制在50～80℃。采用这种类型的燃料电池作为电源，可以实现从1W至最高100kW左右的功率供给。车辆的车载系统和各种移动设备的供电电源是这种燃料电池的主要应用目标。
由前面的分析我们已经知道，燃料电池发生反应的核心要素是燃料和燃烧剂的分隔，而且隔板必须是反应物和电子的不良导体，但又必须允许质子自由通过。现在的问题是不存在这样的材料，至少其性能不足以使燃料电池正常工作。
这种对某些离子具有极强的选择性，而又不让参加反应的其他物质透过的需求，意味着只有极少类型的特别材料值得研究。如果我们暂时不考虑经济性和寿命等因素，这种材料至少应该具备良好的力学性能以对抗不可规避的压力差、与电池单体所吻合的良好温度特性，以及足够的抗反应物化学腐蚀的能力，这些都是进行材料选择的主要标准。
具有高质子传导性的最佳隔板是聚合物膜。现在最好的（也是最贵的，400欧元/m2）这类产品是由杜邦公司Dupont de Nemours独家制造的Nafion膜。现在也有几家公司能够生产质子交换膜燃料电池（PEMFC），不过价格很高，而且寿命仍然十分有限（产业界对这种燃料电池的理想性能量级预期为：价格在50欧元/kW·h以下，到2010～2015年，可提供5000h以上的运行时间）。为了获得足够的质子传导率，膜的使用温度需控制在50～80℃。温度升高可以获得更好的质子传导率，但在更高的温度下，很快就会出现膜的机械或化学性能不足的问题。采用这种类型的燃料电池作为电源，可以实现从1W至最高100kW左右的功率供给。车辆的车载系统和各种移动设备的供电电源是这种燃料电池的主要应用目标。由于生产这种能有效传导质子的隔板难度很大，也从另一方面促进了其他种类离子导体的研究，以确保燃烧过程的可控。
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2023-08-20
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2023-08-20
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2023-08-20
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2023-06-22
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2023-06-19
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2023-06-16
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2023-06-30
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