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本文是一篇全面的綜述，探討了不同類型的燃料電池及其應(yīng)用。燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的電化學(xué)裝置，被認(rèn)為是清潔和高效能源生產(chǎn)的有前途的技術(shù)。1.引言燃料電池作為清潔和高效能源生產(chǎn)技術(shù)，只產(chǎn)生水和熱作為副產(chǎn)品。詳細(xì)介紹了不同類型的燃料電池，包括質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）、固體氧化物燃料電池（SOFCs）、堿性燃料電池（AFCs）、直接甲醇燃料電池（DMFCs）和磷酸燃料電池（PAFCs）。討論了燃料電池在交通、固定式發(fā)電、便攜式電源和軍事航空等領(lǐng)域的應(yīng)用。2.燃...

在堿性電解中，如下圖1所示，兩個(gè)電極浸泡在電解液中，電解液通常是KOH或NaOH溶液。通過這種方式，實(shí)現(xiàn)了堿性環(huán)境，其中水的電阻率將降低，使過程更容易。施加的直流電壓必須大于水分解所需的電壓，從而產(chǎn)生法拉第電流。電極之間由隔膜隔開，隔膜可將氣體隔開，同時(shí)可滲透水和氫氧根離子。圖1：堿性電解水原理圖另，在PEM電解中(下圖2)，兩個(gè)電極與電解質(zhì)接觸，電解質(zhì)是一種固體聚合物（SPE），通常是Nafion，現(xiàn)狀也有各種增強(qiáng)型。電極通常由陰極鉑和陽極銥制成。圖2：PEM電解水原理圖備...

根據(jù)定義，水分解反應(yīng)是將水(H2O)分解成兩種組分(H2和O2)的反應(yīng)。水分解可以通過幾種不同的方式實(shí)現(xiàn)。在足夠高的溫度下(~4000K)，水不再傾向于以分子形式存在，而是以H2和O2的形式存在。這里僅討論電化學(xué)水分解。在一般情況下使用電化學(xué)水分解就會變成：式（1）從方程式(1)的左側(cè)到右側(cè)，系統(tǒng)所獲得的能量增量通過差值定義為反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)生成能(焓Hf)減去生成物的標(biāo)準(zhǔn)生成能之差(?Hf)。然而，當(dāng)我們從方程(1)左邊的兩個(gè)分子變?yōu)橛疫叺娜齻€(gè)分子時(shí)（兩個(gè)O2，一個(gè)H2），我們...

1、膜電極的制作1.1、膜的預(yù)處理Nafion-117是一種來自美國杜邦公司的全氟磺酸聚合物，因其優(yōu)異的化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性以及高質(zhì)子導(dǎo)電性而被廣泛選擇作為水電解中的質(zhì)子導(dǎo)電膜。在使用前，膜經(jīng)過全面的凈化過程：首先，將其在3%的過氧化氫中煮沸去除有機(jī)雜質(zhì)，然后用蒸餾水（純凈水）沖洗。然后在1mol硫酸中煮沸以去除任何金屬雜質(zhì)，并將膜轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子化(H+)狀態(tài)。最后的清洗步驟是在蒸餾水中煮沸，以確保清潔干凈。1.2膜和電極組件(MEA)的制備催化劑涂層膜(CCM)制造催化劑油墨配方：...

電解水是生產(chǎn)氧氣和氫氣的方法。在PEM電解過程中，水被引入陽極，在電解液存在的電流的驅(qū)動下，水被電化學(xué)分解成氧、質(zhì)子和電子。然后質(zhì)子穿過質(zhì)子導(dǎo)電膜到達(dá)陰極，而電子穿過外部電路，為反應(yīng)提供必要的電池電壓。在陰極，質(zhì)子和電子重新結(jié)合形成氫氣。反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比分別為二比一。電解質(zhì)膜的設(shè)計(jì)保證了氣體的分離，防止電解裝置內(nèi)形成潛在的爆炸性混合物。這些氣體的產(chǎn)生速率與流過電池的電流成正比。所示方案如圖1所示，概述了水電解背后的基本原理，包括該過程中涉及的兩個(gè)半電池反應(yīng)。圖1：質(zhì)...