Co jeProton Exchange Membrane ?
Výměna membrány proton jesuper tenký list specializované polymeru, který působí jako selektivně propustnou membránou pro protonů pohyb v jednom směru . Za účelem dosažení tohoto typu selektivní přípustnosti ,membrána je vyrobena z polymeru typu známého jako ionomery . Za přijatelných podmínek , bude tato výměna membrány proton nebo polymer elektrolyt membrána ( PEM ) povolit pouze průchod protonů , zatímco zcela blokuje přístup k dalším iontů a plynných molekul , jako je vodík nebo kyslík . Lonometry a jejich role v PEM
polopropustná povaha této membrány jevýsledkem jeho kombinace jednotek . Většina se skládá z elektricky neutrálních opakujících se jednotek , zatímco zbytek jsou nabité jednotky . Výsledkem je, že tyto specifické polymery nebo ionomery ukazují změnu viskozity s nárůstem teploty . V ionomery použité pro PEM mohou být buď vyráběny tavením speciálních materiálů na polymerní matrici , nebo tím, že čistých polymerů . Perfluorovaný ionomer používán značně pro výrobu PEM je Nafion . Práva k formulaci Nafion jsou pouze DuPont .
Role PEM v technologii palivových článků
Proton výměna membrány je nedílnou součástí dnešní technologie palivových článků , a pokud úspěšná , může pohánět naše domovy v příštích dnech . Jeho základní činnost při výrobě elektronů uvnitř buňky je udržovat tvar a selektivitu , aby se zabránilo křížové pohybu plynů . Ve skutečnosti , tato technologie je pojmenována proton výměna membrány palivových článků ( PEMFC ) poté, co se semipermeabilní membránou . Základní konstrukce může být rozdělena do čtyř hlavních částí .
Čtyři komponenty PEMFC
záporná elektroda , nebo anoda v buňce ovládá pohyb elektronů po jsou oddělena tvoří molekuly vodíku . Kladná elektroda nebo katoda má leptaný povrch , aby se umožnilo lepší přístup kyslíku ke katalyzátoru . Katalyzátor jespeciální materiál, jako je platina , která se neúčastní v reakčním procesu, ale nepřímo reguluje proces . Konečně ,PEM se chová jako elektrolyt , kromě toho, žeselektivní médium v průběhu reakce .
Oxidace a redukce procesy
vodík plyn vstupuje přes anodu , a jeho stavu pod tlakem tlačí ji na katalyzátoru , což pomáhá k ionizaci atom vodíku tím, že uvolňuje elektrony z něj . Tyto elektrony spuštění elektromotoru . Po dokončení úkolu , se vrátila ke katodě . Na druhé straně , plynný kyslík je přenesena na katalyzátoru přes katodu . Ionizace kyslíku přitahuje již pozitivně ionizovaného vodíku cestovat přes PEM na druhou stranu kombinovat s ionty kyslíku a tvoří voda .
Fuel Cell Parametry a stabilita
typický elektrolytické reakce generuje malý potenciál zhruba 0,7 voltů . Za účelem zvýšení elektrického potenciálu na praktickou hodnotu , palivové články jsou spojeny dohromady, aby vytvořily svazek . Spojení mezi dvěma palivovými články je založena přes vodivosti desek nebo bipolárních desek . Typicky , tyto desky projít mnoha oxidačních a redukčních reakcích na obou stranách . Proto , desky jsou vyrobeny z grafitu a dalších kompozitů udržovat stabilitu v průběhu času .
