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離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對(duì)溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因?yàn)橐话阍趹?yīng)用時(shí)主要是利用它的離子選擇透過性，所以也稱為離子選擇透過性膜。離子交換膜按功能及結(jié)構(gòu)的不同，可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質(zhì)復(fù)合物膜等類型。離子交換膜的構(gòu)造和離子交換樹脂相同，但為膜的形式。離子交換膜可裝配成電滲析器而用于苦咸水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置（見圖）的淡化程度可達(dá)一次蒸餾水純度。也可應(yīng)用于甘油、聚乙二醇的除鹽，分離各種離子與放射性元素、同位素，分級(jí)分離氨基酸等。此外，在有機(jī)和無機(jī)化合物的純化、原子能工業(yè)中放射性廢液的處理與核燃料的制備，以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中，也都采用離子交換膜。離子交換膜在膜技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位，它對(duì)仿生膜研究也將起重要作用。燃料電池用燃料和氧氣作為原料，同時(shí)沒有機(jī)械傳動(dòng)部件，故排放出的有害氣體極少，使用壽命長。上海進(jìn)口Fumatech膜代理商

燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)化裝置,它是按電化學(xué)原理,即原電池工作原理,等溫的把貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,因而實(shí)際過程是氧化還原反應(yīng)。燃料電池主要由四部分組成,即陽極、陰極、電解質(zhì)和外部電路。燃料氣和氧化氣分別由燃料電池的陽極和陰極通入。燃料氣在陽極上放出電子,電子經(jīng)外電路傳導(dǎo)到陰極并與氧化氣結(jié)合生成離子。離子在電場作用下,通過電解質(zhì)遷移到陽極上,與燃料氣反應(yīng),構(gòu)成回路,產(chǎn)生電流。同時(shí),由于本身的電化學(xué)反應(yīng)以及電池的內(nèi)阻,燃料電池還會(huì)產(chǎn)生一定的熱量。電池的陰、陽兩極除傳導(dǎo)電子外,也作為氧化還原反應(yīng)的催化劑。當(dāng)燃料為碳?xì)浠衔飼r(shí),陽極要求有更高的催化活性。陰、陽兩極通常為多孔結(jié)構(gòu),以便于反應(yīng)氣體的通入和產(chǎn)物排出。電解質(zhì)起傳遞離子和分離燃料氣、氧化氣的作用。上海PEM水電解Fumatech膜產(chǎn)品好嗎雙極膜電滲析由于能耗低,模式化設(shè)計(jì)和操作簡便高效,很多食品和醫(yī)療行業(yè),越來越傾向于采用這種技術(shù)。

質(zhì)子交換膜燃料電池曾采用酚醛樹脂磺酸型膜、聚苯乙烯磺酸型膜、聚三氟苯乙烯磺酸型膜和全氟磺酸型膜。研究表明，全氟磺酸型膜較適合作為質(zhì)子交換膜燃料電池的固體電解質(zhì)。雖然全氟磺酸膜具有良好的性能，但由于膜的結(jié)構(gòu)、工藝和生產(chǎn)批量等問題的存在，到目前為止，質(zhì)子交換膜的成本還非常高，因此需要尋找高性能低成本的替代膜。一個(gè)選擇是使用全氟磺酸材料與聚四氟乙烯(PTFE)的復(fù)合膜，其中PTFE是起強(qiáng)化作用的微孔介質(zhì)，而全氟磺酸材料則在微孔中形成質(zhì)子傳遞通道。

燃料與氧化劑的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。燃料電池理論上可在接近100%的熱效率下運(yùn)行，具有很高的經(jīng)濟(jì)性。目前實(shí)際運(yùn)行的各種燃料電池，由于種種技術(shù)因素的限制，再考慮整個(gè)裝置系統(tǒng)的耗能，總的轉(zhuǎn)換效率多在45%～60%范圍內(nèi)，如考慮排熱利用可達(dá)80%以上。此外，燃料電池裝置不含或含有很少的運(yùn)動(dòng)部件，工作可靠，較少需要維修，且比傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組安靜。另外電化學(xué)反應(yīng)清潔、完全，很少產(chǎn)生有害物質(zhì)。所有這一切都使得燃料電池被視作是一種很有發(fā)展前途的能源動(dòng)力裝置。燃料電池是一種電化學(xué)的發(fā)電裝置,等溫的按電化學(xué)方式,直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能而不必經(jīng)過熱機(jī)過程,不受卡諾循環(huán)限制,因而能量轉(zhuǎn)化效率高,且無污染,正在成為理想的能源利用方式。同時(shí),隨著燃料電池技術(shù)不斷成熟,以及西氣東輸工程提供了充足天然氣源,燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用存在著廣闊的發(fā)展前景。燃料電池其原理是一種電化學(xué)裝置，其組成與一般電池相同。

質(zhì)子交換膜的分類根據(jù)氟含量，可以將質(zhì)子交換膜分為全氟質(zhì)子交換膜、部分氟化聚合物質(zhì)子交換膜、非氟聚合物質(zhì)子交換膜、復(fù)合質(zhì)子交換膜4類。其中，由于全氟磺酸樹脂分子主鏈具有聚四氟乙烯的結(jié)構(gòu)，因而帶來優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和較高的力學(xué)強(qiáng)度；聚合物膜壽命較長，同時(shí)由于分子支鏈上存在親水性磺酸基團(tuán)，具有優(yōu)良的離子傳導(dǎo)特性。非氟質(zhì)子膜要求比較苛刻的工作環(huán)境，否則將會(huì)很快被降解破壞，無法具備全氟磺酸離子膜的優(yōu)異性能。液氫燃料電池的比能量是鎳鎘電池的800倍,直接甲醇燃料電池的比能量比鋰離子電池高10倍以上。上海陰離子Fumatech膜制氫

質(zhì)子交換膜采用了納米技術(shù)，使材料更小，性能更佳。上海進(jìn)口Fumatech膜代理商

雙極膜(BPM)是一種新膜，通常是由陰離子交換層、陽離子交換層復(fù)合而成的一種復(fù)合型離子交換膜，也可以在陰膜、陽膜之間加入第三層物質(zhì)促進(jìn)水的解離，成為陰離子交換層、陽離子交換層、中間反應(yīng)層構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。在直流電場的作用下，雙極膜可以將水解離，在陽膜、陰膜兩側(cè)分別產(chǎn)生H+和OH-。在氟碳工業(yè)及鈾工業(yè)(UF6)的生產(chǎn)中，排放的廢氣廢水中含有的氟和有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是50～500×10-6，通常需要用KOH中和才能完全除去，結(jié)果生成的KF溶液含有許多重金屬(如鈾、砷等)和微量放射性物質(zhì)，還需用Ca(OH)2與KF反應(yīng)再生KOH并生成不溶性的廢料。這種方法導(dǎo)致有價(jià)氟的損失，且給用戶留下如何處理含放射性物質(zhì)的Ca(OH)2廢料問題，如果采用雙極膜電滲離解技術(shù)可直接將KF轉(zhuǎn)化為HF和KOH，不只能回收高價(jià)值的氟，且可避免石灰的使用，并減少廢渣的處理量。上海進(jìn)口Fumatech膜代理商

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