本篇文章给大家谈谈质子交换膜燃料电池图解，以及质子交换膜燃料电池的工作原理及优缺点对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
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为什么膜电极是燃料电池(氢能源)汽车的核心部件?
膜电极是氢燃料电池的核心组件，是燃料电池动力的根本来源，其成本占据燃料电池电堆的70%，占据燃料电池动力系统的35%。
膜电极是具有三合一结构的组件，它由扩散层，催化层和质子交换膜组成。扩散层为反应气体提供传质通道，还起到集流体的作用，通常采用石墨化碳纸或碳布。
行业景气度提升，认知提升 2021年以来，随着氢能源行业整体产销回暖，市场景气度提升，整体产业链认知提升。从上游质子交换膜等原材料端到下游燃料电池汽车终端应用，整体应用指标越发精细，实际可操作性逐步提升，对于行业技术发展带动积极作用。
广泛应用于电动汽车的燃料电池是一种称为质子交换膜的燃料电池(PEMFC) ，它以纯氢为燃料，以空气为氧化剂，不经历热机过程，不受热力循环限制，因此能量的转换效率高，是普通内燃机热效率的2~3倍。同时，它还具有噪音低、无污染、寿命长、启动迅速、比功率大和输出功率可随时调整等特性。
质子交换膜 质子交换膜是燃料电池的核心元件、关键材料。
电解质 燃料电池中电解质的主要作用是提供电极反应所需的离子、导电以及隔离两极的反应物质。与一般电解质不同，燃料电池中的电解质或者本身没有流动性，或者被固定在多孔的基质中。PEMFC的电解质是固态聚合物膜，允许质子通过，故称为质子交换膜。
新型电池电极反应式书写方法荟萃之质子交换膜燃料电池
氧化钇）该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O2＋4e-=2O2-。综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O2＋4e-=2O2-，在不同电解质环境中，其正极反应式的书写形式有所不同。因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。
燃料电池的电极反应式是指燃料电池正极和负极上的反应，这些反应是电化学反应的一部分。电极反应式的书写需要考虑电解质的状态和酸碱性等因素。在一般情况下，燃料电池的负极是氢或一氧化碳等还原剂，正极是氧气或空气等氧化剂。
如果为碱性电解质溶液，总反应就为这种物质燃烧后的产物再跟碱反应得出的方程。就以辛烷为例。
说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式 铝–空气–海水电池 我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。
不同类型的燃料电池可有不同种类的电解质，其电解质通常有水剂体系（酸性、中性或碱性）电解质、熔融盐电解质、固体（氧化物或质子交换膜）电解质等。在不同的电解质中，燃料电池的电极反应式就有不同的表示方法。因此，在书写燃料电池电极反应式时要特别注意电解质的种类。
根据此原则，物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。我们可以根据电解质溶液的酸碱性来书写，确定HO，OH， H 在方程式的左边还是右边。
燃料电池发电原理
1、其中正极反应是O在酸性条件下的反应，负极反应是通过总反应减去正极反应得到。
2、燃料电池的基本原理是通过氧化还原反应将化学能转化为电能。燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。
3、由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高； 另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
4、酸性条件，负极上燃料甲烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳，则负极的电极反应式为：CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为2O2+8e-+8H+═42H2O，故答案为：CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；2O2+8e-+8H+═42H2O。
5、燃料电池的工作原理 燃料电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，直接将其变换为电能。从这一点看，它和其他化学电池如锰干电池、铅蓄电池等是类似的。但是，它工作时需要连续地向其供给活物质（起反应的物质）--燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。
质子交换膜的燃料电池?
1、质子膜燃料电池是一种新型燃料电池，其电解质是一种固体有机膜，在增湿情况下，膜可传导质子。它一般用铂做催化剂，工作环境温度一般为60～80℃，属低温燃料电池。质子交换膜燃料电池单体主要由膜电极、密封圈、和带有导气通道的流场板组成。
2、所以，质子交换膜燃料电池是一种清洁、高效的绿 环保电源。在燃料电池内部，质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，使得质子经过膜从阳极到达阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流。因此，质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用，其性能的好坏，直接影响电池的使用的寿命。
3、工作原理可以简单理解为电解水的“逆”过程。质子交换膜燃料电池主要由质子交换层、催化剂层、气体扩散层以及双极板组成。在阳极，氢气通过扩散作用到达催化剂层，发生氧化反应。在阴极，氧气通过扩散层，在催化剂的作用下，与从阳极传来的电子和质子结合，形成水。电子在电路中流动，形成电流。
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