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1、发动机原理讨论课题 燃料电池质子交换膜,质子交换膜燃料电池已成为汽油内燃机动力最具竞争力的洁净取代动力源,燃料电池发电装置,转换,化学能,电能,质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点，被公认为电动汽车的首选能源。,质子交换膜燃料电池（PEMFC）工作原理,(1) 氢气通过管道或导气板到达阳极；(2) 在阳极催化剂的作用下，1 个氢分子解离为 2 个氢质子，并释放 出 2 个电子，阳极反应为：H22H+ +2e 。(3) 在电池的另一端，氧气（或空气）通过管道或导气板到达阴极，在阴极催化剂的作用下，氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水，阴极
2、反应为：1/2O2+2H+2eH2O总的化学反应为：H2+1/2O2H2O,质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，使得质子经过膜从阳极到达阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流，因此质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用，它的好坏直接影响电池的使用寿命。,迄今最常用的质子交换膜（PEMFC）仍然是美国杜邦公司的Nafion 膜，具有质子电导率高和化学稳定性好的优点，目前PEMFC大多采用Nafion 等全氟磺酸膜，国内装配PEMFC所用的PEM主要依靠进口。,难题？,(1)成膜过程中的水解、磺化容易使聚合物变性、降解，使得成膜困难，导致成本较高； (2)对温度和含水量要求
3、高，Nafion 系列膜的最佳工作温度为7090，超过此温度会使其含水量急剧降低，导电性迅速下降，阻碍了通过适当提高工作温度来提高电极反应速度和克服催化剂中毒的难题； (3)某些碳氢化合物，如甲醇等，渗透率较高，不适合用作质子交换膜。,提出几点解决办法,（1）对膜的内部结构进行调整，特别是增加其中微孔，以使成膜方便，并解决催化剂中毒的问题。（2）有机/无机纳米复合质子交换膜，依靠纳米颗粒尺寸小和比表面积大的特点提高复合膜的保水能力，从而达到扩大质子交换膜燃料电池工作温度范围的目的；（3）对质子交换膜的骨架材料进行改进，针对目前最常用的Nafion膜的缺点，在Nafion膜基础上改进，或另选用新型骨架材料；,大家携起手来，共同努力！谢谢！,
