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DVS仪器在燃料电池领域中的应用

新能源电池现状

•     未来新能源发展的战略可分为三个发展阶段:阶段一到2010年,实现部分新能源技术的商业化。阶段二到2020年,大批新能源技术达到商业化水平,新能源占一次能源总量的18%以上。阶段三是全面实现新能源的商业化,大规模替代化石能源,到2050年在能源消费总量中达到30%以上。

•        2016 年 12 月 19 日,国务院在印发的《“十三五” 战略性新兴产业发展规划》中,明确提到开展电动汽车电力系统储能应用技术研发,实施新能源与电动汽车联合应用,推动电动汽车与智能电网、储能、智能驾驶等融合发展。

•        2019年3月26日,财政部官方网站公布了《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(财建〔2019〕138号)。至此,在经过多轮热议后,新能源汽车补贴政策调整方案终于落定。


质子交换膜燃料电池

质子交换膜燃料电池是由膜电极组件组成的一种多层装置。通常有两个碳布的气体扩散层,允许并进行收集气体和水时的运输电流和两个碳支持的铂基催化剂层中存在电化学反应需要的地方。这些层夹中有质子交换之间允许质子转移的膜正负极。

一个影响这些质子交换膜性能的关键参数就是水含量。水通过加湿气体进料流供给燃料电池。水和质子交换膜的水合作用程度是影响膜性能的关键因素。如果水化程度过低,聚合物表现出极大的离子减少电导率。膜脱水是一种众所周知的燃料电池失效机理。另一方面,如果水化程度过高,过量的水会淹没气体中的孔隙扩散层,阻断反应部位或阻碍电极内的质子传输。

此外,水蒸气扩散系数也是质子交换膜水分含量的一种表征。

温度的影响也不可忽视。提高室内操作温度改善了电极氧化还原反应动力学。然而,如果温度高于水的沸点,聚合物的含水量降低会导致导电性下降。此外,如果温度高于聚合物玻璃转变温度,聚合物链可能发生重排,并导致膜的结构发生改变,膜稳定性变差,降低了膜的机械性能。

由于以上原因,研究这些薄膜在宽温度和湿度范围下的行为是非常重要的。