上海进口Fumatech膜系统工程

质子交换膜的双极性集流板简称为双极板，又称集流板，放置在膜电极的两侧，分别称为阳极集流板和阴板集流板，是电池的重要部件之一，其作用是阻隔和传送燃料与氧化剂，收集和传导电流，导热，将各个单电池串联起来并通过流场为反应气体进入电极及水的排出提供通道。对双极板的设计要求，具有良好的导电和导热能力，良好的气体阻隔能力，良好的力学性能，耐腐蚀以及低成本，适于大规模生产等。低成本材料对于大规模的汽车应用尤其重要。燃料电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。上海进口Fumatech膜系统工程

质子交换膜的双极板主要有石墨集流板、金属双极板、复合型双极板等几种类型。双极板面向电极的表面刻有用于燃料和氧气（空气）流动的沟槽。双极板中间的沟槽是冷却水的通道，用来带走反应生成的余热量，目前，制作双极板的材料通常采用的材料是碳质材料（石墨）、金属材料（表面改性的金属）及金属与碳质的复合材料（炭黑一聚合物合成材料）。目前，质子交换膜燃料电池普遍采用的双极板是石墨板和金属板。石墨双极板有纯石墨双极板和模铸石墨双极板两种形式。离子Fumatech膜氢气制取电解质隔膜的主要功能在分隔氧化剂与还原剂，并传导离子，故电解质隔膜越薄越好。

质子交换膜的膜电极通过热压将阴极、阳极（气体扩散电极）与质子交换膜复合在一起而形成的，讨论的质子交换膜和催化剂就包括在膜电极中，除此以外，还包括阴阳极的扩散层。其结构为了使电化学反应顺利进行，多孔气体扩散电极必须具备质子、电子、反应气体和水的连续通道。组成MEA的电极材料，电极的制作工艺与方法等决定了其基本性能膜电极性能不只依赖于电催化剂活性，还与电极中四种通道的构成及各种成分的配比、电极孔分布与孔隙率、电导等因素密切相关。MEA中贵金属Pt的用量也与电极的制作方法有直接的关系。

电化学反应过程中常伴随着电极表面析氢、析氧和析氯的电极反应，这些析出的气体会以气泡形式吸附于电极表面，从而造成电极活性面积减少、电极表面电位和电流密度的微观分布不均，产生电极极化。电极表面吸附的气泡较多时会在电极表面形成气膜，造成电极钝化失活。电极表面析出的气体也会以气泡形式分散于电解液中，使电解液成为气液混合体系，导致实际的导电率下降。要想保证反应顺利进行，需提高槽电压，这样势必增加过程能耗。同时，电极表面吸附的气泡也会与电极的主反应产生竞争，从而导致电化学反应效率降低。气泡对电化学反应过程能耗及反应效率的影响，使得电化学技术的工业化宽泛应用受到限制。因此，寻求一种能消除电化学反应过程中气泡影响的技术尤为重要。离子交换膜的性能是多方面的,必须根据膜的电化学性能、化学性能和物理力学性能对膜进行综合评价分析。

双极膜虽然是一种新膜(与其他高分子膜200余年发展历史相比而言)，但它的研究可追溯到50年代中期。其发展过程可划分为三个阶段：第1阶段50年代中期至80年代初期，这是双极膜发展十分缓慢的时期，双极膜只是由两片阴阳离子膜直接压制，性能很差，水分解电压比理论压降高几十倍，应用研究是以水解离为基础的实验室阶段；第二阶段从80年代初至90初，由于双极膜制备技术的改进，成功地研制了单片型双极膜，其性能很大程度的提高，已经在制酸碱和脱硫技术得到了成功应用，这一阶段出现了商品双极膜；从90年代初至今是双极膜得到迅猛发展的时期，随着对双极膜工作过程机理的深入研究，从膜结构、膜材料和制备过程上进行了重大改进，使制得的双极性膜在性能上有较大提高，其中主要是对阴膜和阳膜接触界面的改进，从较初简单的“层压型”或“涂层型”结构到80年代初开始出现的单片型结构，随后又出现带有中间“催化层”的复杂结构。我国在双极膜的研发工作从上世纪90年代才开始，起步比较晚，直到近几年才出现了商品化双极膜。双极膜的应用从化工行业已扩展到生命科学、环境科学和能源等诸多相关国际民生行业中，作为一种新型工具来解决这些领域中的技术难题。燃料电池具有组装式结构,安装维修方便,不需要很多辅助设施。离子Fumatech膜氢气制取

双极膜是一种新型离子交换复合膜，它通常由阳离子交换层和阴离子交换层复合而成。上海进口Fumatech膜系统工程

离子交换膜分均相膜和非均相膜两类，它们可以采用高分子的加工成型方法制造。①均相膜：先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜，然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜内聚合成高分子，再通过化学反应，引入所需的功能基团。均相膜也可以通过单体如甲醛、苯酚、苯酚磺酸等直接聚合得到。②非均相膜：用粒度为200～400目的离子交换树脂和寻常成膜性高分子材料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、氟橡胶等充分混合后加工成膜。上海进口Fumatech膜系统工程

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