质子交换膜知识汇总

质子交换膜是一种带有阳离子交换基团(磺酸基团，羧酸基团，磷酸基团等)的聚合物电解质薄层。阳离子交换基团通过化学键固定在聚合物上从而形成一个整体。这种固定的连接方式避免了小分子电解质的流失。质子交换膜按照含氟量分为全氟磺酸膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜、复合膜等。目前全氟质子交换膜是主流的技术，产业化程度较高，主要应用在下游燃料电池、上游电解水制氢、储能电池等领域。

PEMFC的全称是质子交换膜燃料电池，其中质子交换膜是PEMFC的电解质，起到传导氢离子、隔绝燃料和氧化剂、阻断电子的作用，是PEMFC中最核心的组分。PEMFC相较于其他燃料电池，具有更高的功率密度，就是因为质子膜优异的性能所带来的结果。

全氟磺酸膜由碳氟主链和带有磺酸基团的醚支链构成。

特性：机械强度高，化学稳定性好和在湿度大的条件下导电率高;低温时电流密度大，质子传导电阻小。

优点：机械强度高，化学稳定性好，导电率较高，低温时电流密度大，质子传导电阻小

缺点：温度升高使质子传导性能变差，高温易发生化学降解，成本高

用取代的氯化物代替氟树脂，或用氟化物与无机或其他非氟化物共混制成。

特性：具有非常低的磺酸基含量、高的工作效率。

优点：成本低，工作效率较高。

缺点：机械强度及化学稳定性较差

由无氟化烃类聚合物膜组成。

优点：成本低，环节污染小

缺点：化学稳定性较弱

修饰材料·和全氟磺酸树脂构成的复合膜.

优点：机械性能改善，改善膜内水传动与分布，降低质子交换膜内阻

缺点：制备技术要求较高

质子交换膜的主要应用之一是质子交换膜燃料电池。这些燃料电池具有广泛的商业和军事应用，包括航空航天、汽车和能源行业。早期的质子交换膜燃料电池应用主要集中在航空航天工业。与电池相比，当时更高容量的燃料电池使其成为理想的选择。

PEM燃料电池在汽车应用中很受欢迎，因为它们的工作温度相对较低，并且即使在低于冰点的条件下也能快速启动。

转载时请注明文章来源“和清新材”，否则视为侵权，感谢配合。