本文是一篇全面的綜述，探討了不同類(lèi)型的燃料電池及其應用。燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉換為電能的電化學(xué)裝置，被認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。詳細介紹了不同類(lèi)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(guò)這種方式，實(shí)現了堿性環(huán)境，其中水的電阻率將降低，使過(guò)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(kāi)，隔膜可將氣體隔開(kāi)，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，現狀也有各種增強型。電極通常由陰極鉑和陽(yáng)極銥制成。圖2：PEM電解水原理圖備...

根據定義，水分解反應是將水(H2O)分解成兩種組分(H2和O2)的反應。水分解可以通過(guò)幾種不同的方式實(shí)現。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(huì )變成：式（1）從方程式(1)的左側到右側，系統所獲得的能量增量通過(guò)差值定義為反應物的標準生成能(焓Hf)減去生成物的標準生成能之差(?Hf)。然而，當我們從方程(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、膜的預處理Nafion-117是一種來(lái)自美國杜邦公司的全氟磺酸聚合物，因其優(yōu)異的化學(xué)和機械穩定性以及高質(zhì)子導電性而被廣泛選擇作為水電解中的質(zhì)子導電膜。在使用前，膜經(jīng)過(guò)全面的凈化過(guò)程：首先，將其在3%的過(guò)氧化氫中煮沸去除有機雜質(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(guò)程中，水被引入陽(yáng)極，在電解液存在的電流的驅動(dòng)下，水被電化學(xué)分解成氧、質(zhì)子和電子。然后質(zhì)子穿過(guò)質(zhì)子導電膜到達陰極，而電子穿過(guò)外部電路，為反應提供必要的電池電壓。在陰極，質(zhì)子和電子重新結合形成氫氣。反應產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比分別為二比一。電解質(zhì)膜的設計保證了氣體的分離，防止電解裝置內形成潛在的爆炸性混合物。這些氣體的產(chǎn)生速率與流過(guò)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(guò)程中涉及的兩個(gè)半電池反應。圖1：質(zhì)...