质子交换膜燃料电池论文
质子交换膜燃料电池催化剂的研究
质子交换膜燃料电池催化剂的研究一、综述质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种高效的能源转化设备，在便携式电子设备、电动车辆和固定式电站等领域有着广泛的应用前景。
其催化剂的性能是影响电池性能的关键因素之一，因此开发高效、稳定的催化剂对于提高PEMFC的性能至关重要。
质子交换膜燃料电池的催化剂主要分为阳极和阴极两种类型。
阳极催化剂主要负责氧化有机物质，将电子传递到外部电路；而阴极催化剂则负责回收质子，将电子传递到氧气。
市场上的PEMFC催化剂主要是铂基催化剂，但由于其价格昂贵和对硫等毒物的敏感性，限制了其在大规模应用中的推广。
为了提高催化剂的安全性和稳定性，研究者们从多方面进行了深入研究。
在催化剂载体方面，通过改变载体的物理性质，如孔径分布、比表面积等，可以有效地调节催化剂的电子结构和活性位点分布，从而提高催化剂的性能。
在催化剂的组成方面，除了进一步提高铂基金属纳米粒子的分散度和稳定性外，还可以通过引入其他金属元素或非金属元素来优化催化剂的组成，以达到提高催化活性和稳定性的目的。
新型催化材料的探索也是当前研究的热点之一。
一些非铂催化剂，如过渡金属硫族化物、氮化物等，因其具有与铂类似的催化活性和良好的储氧能力，引起了广泛的关注。
虽然这些新型催化材料的制备方法、催化机理和性能等方面还存在一定的问题，但随着研究的深入，有望成为新一代的PEMFC催化剂。
通过对质子交换膜燃料电池催化剂的综述，我们可以看到催化剂的性能直接影响到电池的性能和安全。
发展高效、稳定、安全的催化剂是PEMFC领域的重要研究方向。
随着新材料、新方法的不断涌现，我们有理由相信质子交换膜燃料电池的催化剂将会取得更大的突破，为推动能源转换和环境保护做出更大的贡献。
1.1 燃料电池简介当前，在众多研究和应用领域中，PEMFC主要被应用于交通运输工具（如汽车、公共汽车和卡车等）以及便携式电源（如笔记本电脑、手机和摄像机等产品）。
PEMFC的核心组件包括阳极、阴极和质子交换膜。
《质子交换膜燃料电池反应生成水的传输研究》范文
《质子交换膜燃料电池反应生成水的传输研究》篇一摘要：本文以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为研究对象，着重探讨其反应生成水的传输过程。
通过实验研究和理论分析，深入研究了水在燃料电池中的生成、传输及影响。
本文旨在揭示水传输的机理，为优化PEMFC性能提供理论依据。
一、引言质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种清洁、高效的能源转换装置，在新能源汽车、分布式能源等领域具有广泛应用。
在PEMFC的运行过程中，电化学反应会产生水，水的传输对电池性能具有重要影响。
因此，研究水在PEMFC中的传输过程，对于提高电池性能、延长使用寿命具有重要意义。
二、质子交换膜燃料电池基本原理质子交换膜燃料电池通过氢气和氧气的电化学反应产生电能和水。
在阳极，氢气发生氧化反应生成质子和电子；在阴极，氧气与质子和电子发生还原反应生成水。
这一过程是可逆的，且产生的水在电池内部通过一定的方式传输。
三、水在PEMFC中的生成与传输1. 水生成过程：在PEMFC中，氢气和氧气反应生成水。
由于反应物中的氢和氧的摩尔比为2:1，因此理论上每消耗2摩尔氢气会生成1摩尔水。
然而，由于实际反应过程中的其他因素，如电极催化剂的活性、电池工作温度等，实际生成的水量可能会略有不同。
2. 水传输过程：生成的水在PEMFC中主要通过两种方式传输：一是通过扩散作用从阴极向阳极传输；二是通过毛细作用在膜内传输。
这两种传输方式对电池性能具有重要影响。
四、实验研究为了研究水在PEMFC中的传输过程，我们设计了一系列实验。
通过改变电池的工作条件（如电流密度、温度等），观察水的生成和传输情况。
实验结果表明，水在PEMFC中的传输受到多种因素的影响，包括电池的工作条件、膜的材质和结构等。
五、理论分析基于实验结果，我们进行了理论分析。
首先，建立了水在PEMFC中传输的数学模型，通过模拟计算揭示了水传输的机理。
其次，分析了影响水传输的主要因素，如膜的孔隙率、表面张力等。
最后，结合电池的性能参数，探讨了优化水传输对提高PEMFC性能的潜力。
燃料电池论文
质子交换膜燃料电池的研究开发及应用学院: 化学化工学院专业：化工与制药年级：2009级******学号：************指导老师：赵彦春教授质子交换膜燃料电池的研究开发及应摘要: 介绍了国内外研究质子交换膜燃料电池的整体现状及水平,从电催化剂、膜电极及其制备工艺、质子交换膜等几个方面,综述了质子交换膜燃料电池在材料及部件方面取得的成绩及研究现状,概述了质子交换膜燃料电池目前在电动车、船舶、移动电源等方面的应用情况。
提出了我国质子交换膜燃料电池的发展方向。
关键词: 质子交换膜燃料电池电池材料部件研究开发燃料电池是一种将氢燃料和氧化剂之间的化学能通过电极反应直接转化成电能的装置。
由于其具有效率高、污染小、建厂时间短、可靠性及维护性好等优点,被誉为是一种继水力发电、火力发电、核电之后的第四代发电技术[ 1 ]。
其中质子交换膜燃料电池( PEMFC) 以磺酸型质子交换膜为固体电解质,无电解质腐蚀问题,具有能量转换效率高、无污染、可室温快速启动、寿命长和功率密度高等特点,在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景,尤其是电动车的最佳驱动电源。
质子交换膜燃料电池的研究工作在国外开展较早,起于20世纪60 年代,目前已处于样机研制并向产业化发展,由电堆研究向系统开发发展的阶段[ 2 ]。
我国对质子交换膜燃料电池的研究开展于20 世纪90 年代中期,1997 年原国家科委批准了“燃料电池技术”为国家“九五”计划中重大科技攻关项目之一,其中PEMFC 为主要研究项目[ 3 ]。
目前PEMFC 已由基础性研究拓展至PEMFC 系统和样机的研制,有望在不远的将来取得可喜成果。
1 质子交换膜燃料电池的整体研究现状及水平我国对质子交换膜燃料电池的研究工作基本上始于20 世纪90 年代中期,最近两年几个研究单位在质子交换膜燃料电池研究方面取得了巨大的成功。
北京理工大学经过几年的探索,在膜电极制备、反应条件控制、反应物和产物流程设计及电池堆的密封性能等方面都取得了显著的进展,在最新几年开始在单电池试验的基础上进行组堆试验,1999 年也已成功组装了电动车用PEMFC 石墨电池堆[ 4 ]。
质子交换膜燃料电池Pt-C电催化剂和膜电极的研究共3篇
质子交换膜燃料电池Pt-C电催化剂和膜电极的研究共3篇质子交换膜燃料电池Pt/C电催化剂和膜电极的研究1质子交换膜燃料电池Pt/C电催化剂和膜电极的研究质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种新型的绿色能源，具有高效、环保、安全等优点，在交通、通讯、军事等领域有广泛的应用前景。
其中，催化剂和膜电极是PEMFC中的核心组件，对其性能有着至关重要的影响。
Pt/C电催化剂是PEMFC任务的关键催化成分，它能够将氢气和氧气反应生成水，并释放出电子以供使用。
它具有优异的电催化性能，但也存在着一些问题。
首先，成本较高；其次，存在催化剂中毒现象，即金属Pt颗粒表面容易发生氧化、变形等现象，导致电催化性能下降。
对此，研究者通过合成各种新型催化剂，如Pd/C、Au/C等，优化了催化剂的成分和结构，使催化剂的性能得到了提升。
膜电极作为PEMFC的重要组成部分，它包含质子交换膜（PEM）、电极催化剂层以及电极支撑层等三个部分。
其中，PEM具有分离和传导质子的作用，电极催化剂层可以将氢和氧反应生成电子和水，而电极支撑层则起到支撑和导电的作用。
在PEMFC中，膜电极的性能直接影响着整个燃料电池的发电性能。
目前，研究者主要从材料、制备工艺以及结构等方面进行了改进和优化，如在PEM中引入新型功能单元，如多酸（H3PW12O40）、氧化石墨烯（GO）等，通过调控其结构和比表面积等参数，能够使其性能有所提升。
然而，Pt/C电催化剂和膜电极所存在的问题仍然不容忽视。
目前，研究者正在寻求解决这些问题的有效途径。
例如，可以通过调整Pt/C电催化剂的制备方法和成分结构，减少其成本，并提高其催化效率；在PEM中添加新型功能单元，改善PEM的性能，使其具有更好的质子通道、更优异的导电性能和更稳定的化学性能；在电极催化剂层中引入新型催化剂，如非贵金属催化剂等，降低催化剂成本，同时提高其催化效率及稳定性。
综上所述，Pt/C电催化剂和膜电极是PEMFC中的核心组件，对其性能有着至关重要的影响。
质子交换膜燃料电池的原理和应用
质子交换膜燃料电池的原理和应用质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）是现代燃料电池的一种，也是最常用的一种。
它是一种环保，高效，可再生的能源，可在汽车，船舶，飞机，社区和工业生产等多个领域应用。
本文将围绕其原理和应用进行论述。
一、PEMFC的原理PEMFC是一种电化学能量转换器，主要由阳极，阴极，质子交换膜和电解液组成。
以氢气作为燃料，氧气或空气作为氧化剂，水作为产物。
整个反应过程中产生电子和质子，所以被称为电化学反应：H2+2O2+4e-→2H2OPEMFC的原理是在阳极上，水分子和氢分子发生催化氧化反应，分解为质子和电子。
电子通过外部电路流向阴极，产生电流。
质子通过质子交换膜进入阴极，与氧分子反应，形成水。
反应前后的原子数和电荷数相等，所以PEMFC是一个零排放的系统。
二、PEMFC的应用PEMFC具有杰出的环保性、高效性和可再生性，因此在各个领域都有广泛的应用。
1. 汽车PEMFC在汽车领域的应用主要是氢燃料电动车，目前已有大批量的汽车厂商开始开发和推广PEMFC汽车。
相比传统燃油汽车，PEMFC汽车具有零排放、低噪音、高性能、能源可再生等优点。
2. 航空PEMFC在航空领域的应用可以大大提高航空器的燃油效率，同时降低航空器的排放。
目前，一些国家已经开始开展PEMFC的应用研究，如燃料电池无人机和PEMFC飞机等。
3. 住房和社区在住房和社区方面，PEMFC可以作为高效的发电设备，可以为住宅或社区提供电力，并且同时提供热能。
这种方式具有高效、节能、环保、经济等优点。
目前欧美一些国家已经开始推广PEMFC的应用。
4. 工业生产PEMFC在工业生产领域的应用主要是作为备用发电机组或受限电网中的储能装置。
其高效性和环保性是其他发电方式所无法比拟的。
三、PEMFC的未来PEMFC作为一种全天候，高效，低污染，可再生绿色能源，具有广泛的应用前景。
燃料电池质子交换膜透氢电流
燃料电池质子交换膜透氢电流燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置，其中质子交换膜扮演着重要的角色。
质子交换膜透氢电流是指在燃料电池中通过质子交换膜的氢离子传输过程中的电流。
本文将从质子交换膜的特性、透氢机理以及透氢电流的影响因素等方面来探讨燃料电池质子交换膜透氢电流的相关内容。
质子交换膜是燃料电池中的关键组件之一，它能够选择性地允许质子通过而阻止电子的流动。
质子交换膜通常由聚合物材料制成，具有优良的质子传导性能和化学稳定性。
质子交换膜的特性对燃料电池的性能有着重要影响。
在燃料电池中，质子交换膜扮演着一个重要的角色，它起到了将氢气的质子和电子分离的作用。
具体来说，当氢气进入燃料电池时，氢气分子经过催化剂的作用被分解为质子和电子。
质子会通过质子交换膜传递到另一侧的氧气电极，而电子则通过外部电路流回到氧气电极，从而完成了氢气的氧化反应和氧气的还原反应。
质子交换膜能够高效地传递质子，使质子和电子在电化学反应中分离，从而产生了电流。
质子交换膜透氢电流的大小取决于多种因素。
首先，质子交换膜的厚度会直接影响透氢电流的大小。
一般来说，质子交换膜越薄，透氢电流越大。
然而，过薄的质子交换膜可能会导致质子的泄漏，降低燃料电池的效率。
因此，选择适当的质子交换膜厚度对于优化透氢电流至关重要。
质子交换膜的温度也会对透氢电流产生影响。
一般来说，较高的温度有助于提高质子的迁移速率，从而增加透氢电流。
然而，过高的温度可能会导致质子交换膜的失效或材料的降解，因此需要在合适的温度范围内操作燃料电池。
质子交换膜的含水量也会影响透氢电流的大小。
适量的水分可以提高质子交换膜的导电性能，从而增加透氢电流。
然而，过高或过低的含水量都会对质子交换膜的性能产生负面影响。
因此，对于质子交换膜的水管理至关重要，以确保适当的含水量。
质子交换膜的材料选择和结构设计也会对透氢电流产生影响。
不同的材料具有不同的质子传导性能和化学稳定性，因此对于质子交换膜的材料选择需要进行仔细的考虑。
浅谈质子交换膜燃料电池
浅谈质子交换膜燃料电池摘要：质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种高效节能、工作稳定、环境友好的理想发电装置。
质子交换膜是PEMFC的核心组成，是一种选择透过性膜，主要起传导质子、分割氧化剂与还原剂的作用。
PEMFC用电催化剂主要为铂系电催化剂，为降低成本，提高铂的利用率和开发非铂系催化剂是今后催化剂研究的主要方向之一。
对PEMFC电极的工作原理，关键组件及电池的水管理、热管理方法等作了综述。
关键词：质子交换膜；燃料电池；电催化剂；电极燃料电池（fuel cel1）发电是继水力、火力和核能发电之后的新一代发电技术。
它是一种不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料和氧化剂的化学能转变为电能的高效连续发电装置。
这种装置的基本原理是原电池反应而不涉及到燃烧，因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制，理论效率可达90.5%，实际使用效率是普通内燃机效率的2~3倍。
另外它还具有燃料多样化、排气干净、噪声低、对环境污染小、可靠性及维修性好等优点。
因此，燃料电池的研究不仅为解决环境问题提供了新思路，而且为解决日益严重的能源危机问题提供了新的途径。
1 PEMFC的特点近几年来，加拿大、美国、德国等国家使PEMFC从实验室进入了使用阶段。
从20世纪70年代航天领域上的应用到今天汽车和其它方面的应用，PEMFC的研究越来越受到各国的重视，这是因为它具有以下优点：（1）高效节能。
通过氢氧化合作用，直接将化学能转化为电能，能量转化效率高达40%~50%；（2）使用固体电解质膜，可以避免电解质腐蚀；（3）环境友好，可实现零排放。
其唯一的排放物是纯净水（及水蒸气），没有污染物排放，运行噪声低，是环保型能源；（4）工作电流大[（1~4）A/cm2，0.6 V]，比功率高[（0.1~0.2）kW/kg]，比能量大；（5）可靠性高，维护方便。
PEMFC内部构造简单，无机械运动部件，工作时仅有气体和水的流动。
电池模块呈现自然的”积木化”结构，使得电池组的组装和维护都非常方便；也很容易实现“免维护”设计；（6）发电效率受负荷变化影响很小，非常适合于用作分散型发电装置（作为主机组），也适于用作电网的“调峰”发电机组（作为辅机组）；（7）冷启动时间短，可在数秒内实现冷启动；（8）设计简单、制造方便，体积小、重量轻，便于携带；（9）燃料的来源极其广泛。
燃料电池用质子交换膜的研究进展
燃料电池用质子交换膜的研究进展燃料电池是一种利用化学能转化为电能的装置，其主要组成部分之一就是质子交换膜。
质子交换膜（Proton Exchange Membrane, PEM）是燃料电池中起到传递质子流的作用，同时还充当了电解质、绝缘层等多重功能，因此质子交换膜的性能对燃料电池的性能有着重要影响。
本文将介绍质子交换膜的主要类型、材料和性能，以及研究进展。
质子交换膜目前主要有离子交换膜（Ionomer Membrane）、聚芳醚砜膜（Polymer Electrolyte Membrane）和氢氧化锂亚胺膜（LiOH·H2O）三种类型。
离子交换膜是最常用的质子交换膜，其特点是具有良好的质子传导性能和较高的化学稳定性。
常见的离子交换膜有聚四氟乙烯磺酸酯（PTFE/SPEEK）、氟化磺酰基聚醚醚酮（SPEEK）和聚偏氟乙烯（PVDF）等。
这些材料的质子传导性能较好，但在高温和干燥环境下容易失水，导致传导性能下降。
聚芳醚砜膜是一种新型的质子交换膜材料，具有优良的热稳定性和化学稳定性。
相对于离子交换膜，聚芳醚砜膜更适用于高温和干燥的环境。
然而，聚芳醚砜膜的主要问题是质子传导性能较差，需要通过添加导电剂来改善。
氢氧化锂亚胺膜是一种无机材料，具有较高的质子传导性能和优良的化学稳定性。
然而，氢氧化锂亚胺膜的制备工艺复杂，且在较低温度下容易失水，限制了其在实际应用中的发展。
近年来，研究者们在质子交换膜材料的开发和改进上取得了很多进展。
一种新的质子交换膜材料是碳纳米管（Carbon Nanotube, CNT）复合材料，由于碳纳米管具有优良的电导性能和导电网络结构，可显著提高质子传导性能。
研究者们通过将碳纳米管与聚合物进行复合，制备了具有较高导电性能的质子交换膜。
此外，还有研究表明，添加纳米颗粒（如氧化锆颗粒、磷酸铈颗粒等）到传统质子交换膜中，可以显著提高其质子传导性能和化学稳定性。
除了材料的改进，质子交换膜的结构设计也是研究的热点之一、研究者们尝试使用纳米孔隙结构、多孔结构和层状结构等来改善质子交换膜的传导性能和稳定性。
质子交换膜燃料电池的发展前景
质子交换膜燃料电池的发展前景质子交换膜燃料电池（简称PEMFC）是一种新型的燃料电池技术，具有较高的能量转化效率和环保性能，因此其发展前景非常广阔。
质子交换膜燃料电池具有高能量转化效率。
相比于传统的燃烧发电方式，PEMFC可以将化学能直接转化为电能，转化效率可以达到40%以上，远远高于内燃机的转化效率。
这意味着在同样能源输入的情况下，质子交换膜燃料电池可以提供更多的电能输出，使能源利用效率得到极大提升。
质子交换膜燃料电池具有较强的环保性能。
PEMFC的工作原理是通过催化剂将氢气和氧气转化为水，过程中不产生有害物质和污染物。
相比之下，传统的燃烧发电方式会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，对环境造成严重污染。
因此，质子交换膜燃料电池可以有效降低温室气体排放，减少对大气环境的影响，有利于可持续发展。
质子交换膜燃料电池还具有快速启动、静音、体积小等优势。
相比于传统的发电设备，PEMFC可以快速启动并达到额定功率输出，适用于一些对电能供应要求高的场景。
同时，由于使用了固体质子交换膜代替了传统燃烧中的机械部件，质子交换膜燃料电池工作时几乎无噪音，非常适合于室内使用。
然而，质子交换膜燃料电池也面临一些挑战和问题。
首先是氢气的供应问题。
虽然氢气是一种清洁的能源，但目前氢气的生产和储存仍存在一定的技术难题。
其次是催化剂的稳定性和成本问题。
质子交换膜燃料电池需要使用贵金属作为催化剂，而贵金属的成本较高，催化剂的稳定性也需要进一步提升。
此外，质子交换膜的耐久性和寿命也是一个需要解决的问题。
针对以上问题，科研人员正在积极探索解决方案。
首先，在氢气供应方面，可以通过发展水解制氢和可再生能源制氢等技术，实现氢气的可持续生产。
其次，在催化剂方面，可以研究开发新型的非贵金属催化剂，以降低成本。
同时，通过改进催化剂的结构和表面处理技术，可以提高催化剂的稳定性和活性。
此外，还可以通过改进质子交换膜的材料和结构，提高其耐久性和寿命。
质子交换膜燃料电池的研究进展及应用前景
质子交换膜燃料电池的研究进展及应用前景随着环境保护意识的逐渐提高，对可再生能源的需求也越来越大，质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, 简称PEMFC）因其高效、清洁、可再生的特点，受到了广泛的关注和研究。
本文将对PEMFC的研究进展和应用前景进行探讨。
一、 PEMFC的基本原理PEMFC是一种将氢气和氧气通过阳极和阴极反应产生直流电的电化学装置。
其反应产物是水、热和电能。
PEMFC的基本原理是利用质子交换膜将氢气（H2）和氧气（O2）分别在阳极和阴极进行氧化还原反应，产生电子和质子，电子通过外部电路流动，质子则通过质子交换膜进行传递，在阴极与氧气结合生成水。
二、 PEMFC的研究进展1. 电催化剂的研究电催化剂是PEMFC的重要组成部分，其在反应过程中起着至关重要的作用。
为了提高PEMFC的效率和稳定性，科学家们一直在致力于电催化剂的研究。
近年来，石墨烯、碳纳米管、金属有机骨架等新型材料被广泛应用于电催化剂的制备。
2. 质子交换膜的研究质子交换膜是PEMFC的另一个关键组成部分，它需要具有高的质子传导率、化学稳定性、高的抗氧化性等特点。
目前，Nafion 是最常用的质子交换膜。
但是，由于其价格昂贵、易受污染等缺点，研究人员一直在寻求更加便宜、更加稳定的替代材料。
3. PEMFC的应用研究PEMFC已经被广泛应用于汽车、燃料电池发电等领域。
其中，汽车用燃料电池是PEMFC应用最为广泛的领域之一。
PEFC 具有高效、环保、低噪音等特点，是传统内燃机的理想替代方案。
随着科技的不断进步，PEMFC的应用前景将会更加广阔。
三、 PEMFC的优势和前景PEMFC具有以下优点：1. 高效：PEMFC将化学能转化为电能，其效率高达50%以上，比传统的发电方式效率更高。
2. 环保：PEMFC的反应产物为水和热，没有污染物的排放，是一种非常环保的能源。
3. 可再生：PEMFC所使用的原材料，如氢气和氧气等，都是可再生的资源。
质子交换膜燃料电池性能影响的分析
质子交换膜燃料电池性能影响的分析质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种利用氢气和氧气产生电能的装置。
它具有高能量密度、快速启动和环保等优点，因此在交通运输、能源储备和移动设备等领域得到广泛应用。
然而，PEMFC的性能受多种因素的影响。
本文将从催化剂、质子交换膜以及氢气纯度等方面对PEMFC的性能影响进行分析。
首先，催化剂是PEMFC中的关键组件之一、常用的催化剂是铂（Pt）基合金，它们具有良好的电催化性能，但成本较高。
催化剂的活性表面积越大，催化反应速率越高，因此催化剂的负载量对性能有重要影响。
另外，催化剂的分布均匀性对电池的性能也有影响。
不均匀的催化剂分布会导致局部电流密度不均，进而影响氢氧反应的速率。
其次，质子交换膜对PEMFC的性能起着至关重要的作用。
质子交换膜需要具有高的质子传导性能和低的氢氧穿透性。
常用的质子交换膜材料有氟碳素聚合物（例如聚四氟乙烯（PTFE）和聚氟磺酸（Nafion））以及磷酸掺杂聚苯醚砜（PBI）等。
薄膜材料通常具有较高的质子传导性能，但较低的机械强度和耐久性。
因此，薄膜的厚度选择需要权衡传导性能和机械强度。
此外，质子交换膜的湿润性对电池的性能也有影响。
湿润性是指质子交换膜对水的吸附和传导能力，这直接影响质子传导效率。
最后，氢气的纯度也会影响PEMFC的性能。
由于质子交换膜对碳气体的通透性较高，氢气中的碳气体（如一氧化碳）会与负载在催化剂上的铂发生反应，降低催化剂的活性。
因此，氢气的纯度要求较高，以减少对催化剂的毒性影响。
除了上述因素外，PEMFC的性能还受到温度、湿度和压力等操作条件的影响。
例如，较高的操作温度可以提高质子传导性能，但会增加催化剂的腐蚀和失活速率。
湿度可以影响水膜形成和氧气传输，因此湿度的控制对PEMFC的性能也是关键。
综上所述，催化剂、质子交换膜以及氢气纯度等因素对PEMFC的性能影响非常重要。
在实际应用中，需要综合考虑这些因素，优化设计和操作条件，以实现最佳的PEMFC性能。
质子交换膜燃料电池应用现状
质子交换膜燃料电池应用现状质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）是一种以氢气和氧气为燃料的电池，通过质子交换膜传导质子，从而产生电能。
PEMFC具有高效能、低污染、快速启动以及低温工作等优点，因此在许多领域中有着广泛的应用前景。
以下将从交通运输、能源供应、可再生能源储存等方面介绍PEMFC的应用现状。
PEMFC在交通运输方面的应用正在逐渐增长。
由于其高效能和零排放特性，PEMFC已经被应用于一些汽车、公交车和轮船等交通工具中。
特别是在城市公交车中，PEMFC作为动力来源，能够减少大气污染物的排放，提高空气质量。
例如，日本东京湾航运公司已经开始投入使用由PEMFC驱动的船只，这些船只完全依赖燃料电池供电，避免了尾气排放和噪音污染。
PEMFC在能源供应领域也逐渐发展。
由于其高能量转化效率和可靠性，PEMFC被广泛应用于便携式电源、备用电源以及家庭能源供应等领域。
在便携式电源方面，PEMFC可以通过将氢气与氧气进行化学反应，从而产生电力，供给不同类型的便携设备，如手机、笔记本电脑等。
此外，PEMFC还可以作为备用电源，在自然灾害或突发事故中提供临时电力。
在家庭能源供应方面，PEMFC能够将氢气转化为电能，为家庭供电，降低对传统能源的需求，从而实现可持续发展。
PEMFC在可再生能源储存方面也具有潜力。
由于可再生能源如太阳能和风能的不稳定性，其储存成为了一个重要的问题。
PEMFC可以利用过剩的可再生能源产生氢气，然后用于以后能量需求时，通过和氧气发生反应来产生电能。
这种方式可以实现能源的长期储存，并且达到零碳排放。
目前，一些国家已经开始在可再生能源储存方面进行研究和实验，以促进可再生能源的更加广泛应用。
虽然PEMFC在交通运输、能源供应和可再生能源储存等领域有广泛应用的前景，但仍然存在一些挑战。
首先，PEMFC的价格较高，限制了其大规模商业化应用。
质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气
质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气质子交换膜燃料电池汽车用燃料-氢气随着环境问题的日益严重，各国纷纷加强对环境保护的关注，寻求替代传统燃油汽车的可持续能源解决方案。
质子交换膜燃料电池汽车作为一种新兴的清洁能源汽车，其燃料-氢气成为了研究和应用的重点。
质子交换膜燃料电池汽车使用氢气作为燃料，通过氢气与氧气的化学反应产生电能，从而驱动电动汽车。
相较于传统燃油汽车，质子交换膜燃料电池汽车具有许多优势。
质子交换膜燃料电池汽车的燃料-氢气是一种清洁的能源，燃烧后只产生水和热能，不会产生有害物质和大气污染物，对改善空气质量和减少温室气体排放具有重要意义。
质子交换膜燃料电池汽车的续航里程较长。
相比电池电动汽车需要充电的短途行驶，质子交换膜燃料电池汽车可以通过加注氢气来延长行驶里程，实现长途旅行的需求。
同时，加注氢气的时间也相对较短，提高了用户的使用便利性。
质子交换膜燃料电池汽车的加注便捷性也是其优势之一。
与充电电动汽车需要寻找充电桩不同，质子交换膜燃料电池汽车可以通过加注氢气来快速完成燃料补给，节省了用户的时间和精力，提高了出行效率。
然而，质子交换膜燃料电池汽车也面临一些挑战和限制。
首先是氢气的储存和运输问题。
氢气具有极高的燃烧性，需要采取特殊的储存和运输方式，以确保安全性。
其次，氢气生产和供应链的建设也面临一定困难，需要建立完善的氢气生产、储存和供应系统。
此外，质子交换膜燃料电池的成本仍然较高，限制了其大规模商业化应用。
为了推广质子交换膜燃料电池汽车的应用，各国政府和企业积极投入研发和推广工作。
加大对质子交换膜燃料电池技术的研究和开发，提高其性能和可靠性，降低成本是当前的关键任务。
同时，加强对氢气生产、储存和供应链的建设，建立健全的政策和法规体系，推动质子交换膜燃料电池汽车的产业化发展。
在中国，质子交换膜燃料电池汽车也正逐渐受到政府和市场的关注和支持。
政府加大了对质子交换膜燃料电池汽车相关政策的支持力度，推动相关技术和产业的发展。
车用燃料电池质子交换膜研究进展
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车车用燃料电池，通常说的是氢燃料电池（质子交换膜燃料电池），是一种通过氢气和氧气进行氧化还原反应，将化学能转换成电能的发电装置。
与一般的电池不同，燃料电池只需要提供稳定的氢气和氧气，即可连续不断的提供稳定电能。
由于燃料电池的反应物是氢气和氧气，唯一生成物是水，应用在汽车上作为动力源能有效减少其它燃油车造成的环境污染问题，也因此，氢燃料汽车被认为是真正环保的新能源汽车[1]。
质子交换膜又被称作质子膜或氢离子交换膜，是一种离子选择性透过膜，它是燃料电池的重要组成部分，能够分隔阴阳极，防止燃料和空气直接混合发生化学反应，传导质子的同时阻碍电子在膜内部的传导，将电子的流动路线限制在外线路[2]。
目前市场上常用的车用氢燃料电池质子交换膜（PEM）按照膜的结构主要可以分为：均质交换膜以及复合、掺杂改性交换膜。
其中均质膜中的氟化质子交换膜的应用最为广泛，其他类型的质子交换膜研究地深入但实际应用相对来说较少。
1 均质质子交换膜均质质子交换膜按照氟化程度的的不同又可以进一步细分：全氟磺酸、部分氟化以及非氟化质子交换膜。
目前全氟磺酸树脂膜（PFSA）是燃料电池应用最为广泛的电解质膜，具有良好的化学稳定性、高的质子电导率且使用寿命长。
Nafi on®是美国杜邦公司在十九世纪六十年代开发的一种全氟磺酸树脂膜[3]，在市场上占有重要地位，Nafi on®的主链为聚四氟乙烯结构，支链为全氟醚结构，支链的末端为磺酸基团（-SO3H），正是这一的结构决定了Nafi on®同时具有良好的化学稳定性以及高的质子电导率[4]。
来自美国杜邦公司的Nafi on®系列产品是最早出现的PSFA产品，除此之外，也有不少化工行业公司设计的质子交换膜均以PFSA作为基材，例如：美国陶氏化学的XUS-B204膜、日本朝日化学的Aciplex膜，国内苏州科润的NEPEM®的N-21系列[5]以及东岳公司的全氟磺酸膜系列产品。
质子交换膜燃料电池系统
质子交换膜燃料电池系统质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统是一种新型的清洁能源技术，它可以将氢气和空气作为原料，通过电化学反应产生电能和热能，无排放的同时高效利用能源资源。
本文将从PEMFC系统的工作原理、组成部分、应用领域、优缺点等方面进行详细介绍。
一、工作原理在PEMFC系统中，氢气通过阳极（负极）进入，氧气空气通过阴极（正极）进入。
在阳极，氢气被质子交换膜（PEM）转化为质子，在阴极，氧气被电子和质子转化为水。
这一过程通过电化学反应产生电能和热能。
PEMFC系统的工作原理相对简单，同时也是最有效的电池系统之一。
二、组成部分PEMFC系统由阴极、阳极、质子交换膜、电解质、催化剂等部分组成。
其中催化剂起到了促进氢气和氧气电化学反应的作用，质子交换膜则起到传递质子的作用，而电解质则是电池的重要组成部分。
三、应用领域PEMFC系统在许多领域都有着广泛的应用前景。
在交通领域，PEMFC系统可以用作汽车的动力系统，实现零排放的同时提高汽车的能效。
在工业生产中，PEMFC系统可以用于储能和备用电源系统。
此外，PEMFC系统还可以应用于航空航天领域、船舶领域、军事领域等。
四、优缺点PEMFC系统具有以下优点：首先，PEMFC系统具有高效率，能够将氢能源直接转化为电能和热能，无二次污染。
其次，PEMFC系统具有快速启动特性，能够快速输出电能。
再次，PEMFC系统可以灵活应用于各种领域，具有广泛的应用前景。
但是，PEMFC系统也存在一些缺点，比如目前催化剂成本高昂，制约了系统的商业化进程。
五、结论综上所述，质子交换膜燃料电池系统作为一种新型的清洁能源技术，在节能减排、环保等方面具有巨大的潜力和市场前景。
随着我国清洁能源产业的快速发展和政策的支持，相信PEMFC系统将在未来成为一种主流的清洁能源产品，为我国能源结构的转型升级做出重要贡献。
质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气
质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，简称PEMFC）是一种以氢气为燃料的先进能源技术，被广泛应用于汽车领域。
本文将介绍质子交换膜燃料电池汽车的原理、优势和发展前景。
一、质子交换膜燃料电池的原理质子交换膜燃料电池是一种通过质子在电解质膜中传输来转化化学能为电能的装置。
它由阳极、阴极和电解质膜组成。
在阳极，氢气被分解成质子和电子，质子穿过电解质膜向阴极迁移，电子则在外部电路中流动，产生电流。
在阴极，质子和电子再次结合，与氧气发生反应生成水，释放出电能。
二、质子交换膜燃料电池汽车的优势1. 高效清洁：质子交换膜燃料电池汽车以氢气为燃料，经过化学反应后只产生水和热。
与传统燃油车相比，不会排放有害物质，对环境污染更小。
2. 高能量密度：质子交换膜燃料电池汽车的能量密度高，能够提供较长的续航里程。
同时，充电速度快，可以在短时间内完成充氢。
3. 快速启动：质子交换膜燃料电池汽车无需像传统燃油车那样冷启动，即可迅速启动。
在寒冷环境下，质子交换膜燃料电池汽车的性能表现更加出色。
4. 安全可靠：质子交换膜燃料电池汽车具有较高的安全性，电解质膜能够阻止氢气和氧气直接接触，减少了爆炸的风险。
同时，电池系统具有多层安全保护措施，确保了汽车的稳定运行。
三、质子交换膜燃料电池汽车的发展前景质子交换膜燃料电池汽车作为一种新型的清洁能源汽车，具有广阔的发展前景。
1. 政策支持：各国政府相继出台了推动质子交换膜燃料电池汽车发展的政策，包括减税、补贴等措施，促进了市场的发展。
2. 技术进步：随着科技的不断进步，质子交换膜燃料电池的效率和稳定性得到了大幅提升，使得质子交换膜燃料电池汽车更加可靠和实用。
3. 环境需求：随着环境问题的日益严重，人们对清洁能源的需求越来越高。
质子交换膜燃料电池汽车作为一种零排放的车辆，符合人们对环保的追求。
质子交换膜燃料电池汽车以氢气为燃料，具有高效清洁、高能量密度、快速启动和安全可靠等优势。
质子交换膜燃料电池英语作文
质子交换膜燃料电池英语作文Proton Exchange Membrane Fuel CellsProton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) have emerged as a promising technology for clean energy generation, offering a sustainable alternative to traditional fossil fuel-based power sources. These electrochemical devices convert the chemical energy of hydrogen and oxygen directly into electrical energy, with water as the only byproduct. PEMFCs have gained significant attention due to their high efficiency, low emissions, and potential for a wide range of applications, from transportation to stationary power generation.At the heart of a PEMFC is the proton exchange membrane, a thin polymer film that acts as the electrolyte. This membrane plays a crucial role in the fuel cell's operation by selectively allowing the passage of protons (hydrogen ions) while preventing the direct mixing of the fuel (hydrogen) and the oxidant (oxygen). The membrane is typically made from a material such as Nafion, a perfluorinated sulfonic acid polymer, which provides excellent proton conductivity and durability.The operating principle of a PEMFC is based on the electrochemicalreaction between hydrogen and oxygen. Hydrogen is fed to the anode side of the fuel cell, where it undergoes an oxidation reaction, splitting into protons and electrons. The protons then pass through the proton exchange membrane to the cathode side, while the electrons are forced to travel through an external circuit, generating an electric current. On the cathode side, the protons, electrons, and oxygen from the air combine to form water, the only byproduct of the reaction.The efficiency of a PEMFC is typically around 50-60%, significantly higher than traditional internal combustion engines, which have efficiencies in the range of 20-35%. This high efficiency is a result of the direct conversion of chemical energy into electrical energy, without the need for intermediate steps such as combustion or mechanical power conversion.One of the key advantages of PEMFCs is their ability to operate at relatively low temperatures, typically between 60-80°C. This allows for rapid start-up and dynamic response, making them well-suited for applications such as transportation, where rapid power generation and load changes are required. Additionally, the low operating temperature helps to minimize the degradation of the fuel cell components, improving the overall durability and lifespan of the system.Another important aspect of PEMFCs is their potential for scalability. These fuel cells can be designed and manufactured in a wide range of sizes, from small portable units to large-scale stationary power plants. This flexibility enables the technology to be tailored to various power requirements, making it suitable for a diverse range of applications, including residential and commercial power generation, backup power systems, and even large-scale industrial processes.Despite the promising characteristics of PEMFCs, there are still several challenges that need to be addressed to further improve the technology and facilitate its widespread adoption. One of the primary challenges is the cost of the fuel cell components, particularly the proton exchange membrane and the precious metal catalysts used in the electrodes. Ongoing research and development efforts are focused on finding alternative materials and manufacturing processes to reduce the overall cost of PEMFC systems.Another challenge is the need for a reliable and widespread hydrogen infrastructure to support the widespread deployment of PEMFC-based technologies. The availability and accessibility of hydrogen fuel, as well as the development of efficient hydrogen production and distribution systems, are crucial for the successful integration of PEMFCs into various applications.Furthermore, the durability and lifetime of PEMFCs are critical factors that need to be addressed. Degradation of the fuel cell components, such as the membrane and the catalysts, can lead to a decline in performance over time, limiting the long-term viability of the technology. Researchers are working on improving the materials and design of PEMFCs to enhance their durability and extend their operational lifespan.Despite these challenges, the potential of PEMFCs to contribute to a sustainable energy future is significant. As the global demand for clean and efficient energy solutions continues to grow, the development and deployment of PEMFC technology will play a crucial role in addressing the pressing environmental and energy challenges faced by our society.In conclusion, proton exchange membrane fuel cells represent a promising technology that can revolutionize the way we generate and utilize energy. With their high efficiency, low emissions, and potential for scalability, PEMFCs offer a viable alternative to traditional fossil fuel-based power sources. As research and development efforts continue to address the remaining challenges, the widespread adoption of PEMFC technology holds the promise of a cleaner, more sustainable energy future.。
《质子交换膜燃料电池反应生成水的传输研究》范文
《质子交换膜燃料电池反应生成水的传输研究》篇一一、引言质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种利用氢气和氧气反应产生电能的高效、环保型能源设备。
在这个过程中，水作为反应的生成物，其传输机制对于燃料电池的性能和寿命具有重要影响。
本文将就质子交换膜燃料电池中水的生成、传输及其对电池性能的影响进行深入研究，以期为燃料电池的优化设计提供理论支持。
二、质子交换膜燃料电池反应原理质子交换膜燃料电池的基本反应原理是氢气和氧气在催化剂的作用下发生电化学反应，生成水和电能。
具体反应式为：H2 + 1/2O2 → H2O（水）。
在这个过程中，氢气在阳极失去电子被氧化成质子（H+），并通过质子交换膜迁移到阴极，与从阴极接受电子后的氧气结合，形成水。
三、水在燃料电池中的传输过程在PEMFC中，生成的水主要通过两种方式进行传输：一是通过扩散作用在膜内传输，二是通过毛细作用在多孔电极和流道中传输。
这两种传输方式共同作用，保证了水在燃料电池中的有效传输和排出。
四、水传输对燃料电池性能的影响水在燃料电池中的传输对电池性能具有重要影响。
适量的水可以保持质子交换膜的湿润性，有利于提高质子的传导效率；然而，过多的水可能导致“水淹”现象，阻碍气体的扩散和传递，降低电池的输出性能。
因此，合理控制燃料电池中的水含量对提高其性能和寿命具有重要意义。
五、研究方法与实验结果本研究采用理论分析和实验相结合的方法，对质子交换膜燃料电池中水的生成和传输过程进行深入研究。
通过建立数学模型，分析水在膜内的扩散和传输过程；同时，通过实验测量不同工况下燃料电池的输出性能和水传输特性。
实验结果表明，水的生成和传输受温度、压力、电流密度等因素的影响，合理控制这些因素可以有效提高燃料电池的性能。
六、结论与展望通过对质子交换膜燃料电池中水的生成和传输过程进行深入研究，我们发现在一定的工况下，控制水的生成和传输对提高燃料电池的性能和寿命具有重要意义。
然而，目前仍存在一些亟待解决的问题，如如何精确控制水在多孔电极和流道中的传输等。
质子交换膜燃料电池论文
质子交换膜燃料电池摘要能源和环境是全人类面临的重要课题，考虑可持续发展的要求，在电池领域质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术正引起能源工作者的极大关注。
本论文简单介绍了一下质子交换膜燃料电池的组成、特点及其工作原理。
详细的从质子交换膜燃料电池的质子交换膜的材料、电催化剂的种类、双极板材料及其贮氢技术的困难方面论述了质子交换膜燃料电池的关键技术；同时从质子交换膜燃料电池的研发现状及其在电动车动力源、家庭电源、分散站和军事领域的应用做以介绍。
关键词：质子交换膜燃料电池；质子交换膜；双极板；电催化剂ABSTRACTEnergy and environment is the mankind faces an important subject，considering the requirements of sustainable development，the Proton Exchange Membrane Fuel Cell（PEMFC）technology is attracting the attention of energy workers. In this thesis，the introduction of proton exchange membrane fuel cell composition，working principle，domestic and international situation and its application prospects. In this thesis，a brief proton exchange membrane fuel cell composition，characteristics，and how it works and its Problems and prospects in the industrial development are outlined. Detail from the proton exchange membrane fuel cell proton exchange membrane materials，the type of electro-catalyst，the bipolar plate materials and the difficulties of hydrogen storage technologies discussed proton exchange membrane fuel cell，the key technologies； At the same time，from the proton exchange membrane fuel cell R & D Status and its power source in electric vehicles，household power，decentralized stations and military fields，the application to introduce.Key Words：Proton exchange membrane fuel cell; Proton exchange membrane; Bipolarplate; Electro catalyst引言能源是人类赖以生存发展的重要物质基础，也是国民经济发展的重要命脉，因而对人类及人类社会发展具有十分重要的意义。
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┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊质子交换膜燃料电池摘要能源和环境是全人类面临的重要课题，考虑可持续发展的要求，在电池领域质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术正引起能源工作者的极大关注。
本论文简单介绍了一下质子交换膜燃料电池的组成、特点及其工作原理。
详细的从质子交换膜燃料电池的质子交换膜的材料、电催化剂的种类、双极板材料及其贮氢技术的困难方面论述了质子交换膜燃料电池的关键技术；同时从质子交换膜燃料电池的研发现状及其在电动车动力源、家庭电源、分散站和军事领域的应用做以介绍。
关键词：质子交换膜燃料电池；质子交换膜；双极板；电催化剂ABSTRACTEnergy and environment is the mankind faces an important subject，considering the requirements of sustainable development，the Proton Exchange Membrane Fuel Cell （PEMFC）technology is attracting the attention of energy workers. In this thesis，the introduction of proton exchange membrane fuel cell composition，working principle，domestic and international situation and its application prospects. In this thesis，a brief proton exchange membrane fuel cell composition，characteristics，and how it works and its Problems and prospects in the industrial development are outlined. Detail from the proton exchange membrane fuel cell proton exchange membrane materials，the type of electro-catalyst，the bipolar plate materials and the difficulties of hydrogen storage technologies discussed proton exchange membrane fuel cell，the key technologies；At the same time，from the proton exchange membrane fuel cell R & D Status and its power source in electric vehicles，household power，decentralized stations and military fields，the application to introduce.Key Words：Proton exchange membrane fuel cell; Proton exchange membrane; Bipolar plate; Electro catalyst┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊引言能源是人类赖以生存发展的重要物质基础，也是国民经济发展的重要命脉，因而对人类及人类社会发展具有十分重要的意义。
本论文主要只对质子交换膜燃料电池的组成及其工作原理做简单介绍，并就其中的几项关键组成做详细介绍：包括质子交换膜的特点，常用的质子交换膜及其国内外的研究状况；电催化剂的要求，催化机理及其催化剂的研究状况；质子交换膜燃料电池双极板的的特点及其材料的研究状况；质子交换膜燃料电池的贮氢技术及其面临的问题。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1 质子交换膜燃料电池(PEMFC)概述世界有关专家普遍认为，21世纪将是氢能世纪的开始。
氢不仅可以通过化石燃料转换或生物制氢来得到，还可以通过核能发电、自然能（光能、风能、水能）发电、电解水，氯碱工业、钢铁工业的副产物等途径得到，而且是一种清洁能源。
据日本预测，到2050年，日本对氢能的依存度将占总能源的20%，到2100年将上升到50 %以上，从这种意义上讲，在21世纪中期人类社会将步入“氢能社会”，在未来的以氢为中心的能源体系中，燃料电池技术将毫无疑问地成为其关键。
其中质子交换膜燃料电池就是由此研究出的一项高新技术成果。
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)，简称PEMFC，也有人称之为聚合物电解质膜燃料电池(P01ymer E1ectrolyte Membrane Fuel Cell)还有一些其它的叫法。
历史上最早称为离子交换膜燃料电池IEMFC(Ion Exchange Membrane)，现在基本没人使用这一名称。
但最为常用的名称还是质子交换膜燃料电池，即PEMFC。
质子交换膜燃料电池的主要特点是：(1) 燃料来源广，既可使用纯氢，又可使用转化燃料。
原料来源广泛，通过对石油、天燃气、煤炭还有沼气、甲醇、水植物等加工取得，来之不尽、取之不竭。
(2) 无污染，环境友好，因没有燃烧过程，不排放有害气体，它的排出物是氢氧结合的纯水，实现零排放( 无SO2、NO2，产物为H2O)。
(3) 无燥音。
其发电过程是电化学反应过程，没有机械运动，所以没有噪音(4) 高效节能，能源转换效率高。
因其工作温度低，能耗少，能源转换效率理论上可高达80 % ，现在各国研制水平已达到50 %—60 % 。
(5) 可持续供电。
质子交换膜燃料电池不是蓄能蓄电装置，而是一种发电装置，只要不断供给原料就可连续发电，而且电性能稳定。
美国(时代周刊) 把质子交换膜燃料电池评为21世纪即将改变人类生活的十大高科技之首。
世界先进国家纷纷投入巨大人力、财力研制开发这一技术。
质子交换膜燃料电池除上述特点外，其优点还有:(1) 工作电流大( 1~4 A/ cm2，0.6 V) ，比功率高( 0.1~0.2 kw/ kg) ，比能量大；(2) 使用固体电解质膜，可以避免电解质腐蚀；(3) 工作稳定可靠。
常温下有80% 的额定功率，在低温( <100℃ ) 下运行；(4) 冷启动时间短，可在数秒内实现冷起动；(5) 设计简单、制造方便，体积、重量小，便于携带。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2 PEMFC的组成电催化剂、质子交换膜、电极、双极板是PEMFC的重要组成部分，对PEMFC 性能和运行稳定性有着重要的影响。
2.1 质子交换膜质子交换膜(Proton Exchange Membrane Fuel，PEM)是PEMFC的核心部件，PEM 与一般化学电源中使用的隔膜有区别。
它不只是一种隔膜材料，也是电解质和电极活性物质( 电催化剂) 的基底，另外，质子交换膜还是一种选择透过性膜，主要起传导质子、分割氧化剂与还原剂的作用，用作PEM的材料应该满足以下条件：(1)良好的质子电导率；(2)水分子在膜中的电渗透作用小；(3)气体在膜中的渗透性尽可能小；(4)电化学稳定性好；(5)干湿转换性能好；(6)具有一定的机械强度；(7)可加工性好、价格适当。
PEMFC曾采用过酚醛树脂磺酸型膜、聚苯乙烯磺酸型膜和全氟磺酸型膜等，研究表明全氟磺酸型膜是目前最实用的PEMFC电解质，其中最为流行的是Nafion膜(美国DuPont公司) 和Dow膜( Dow Chemical公司) 。
2.2 电催化剂及催化机理2.2.1 PEMFC的电催化剂在整个电极反应中不被消耗的物质对电极反应所起的加速作用被称为电催化。
使电极、电解质界面上的电荷转移加速反应的一种物质叫做电催化剂。
电催化剂的特点在于其不但与电极电位有关，而且电极与溶液界面间存在的不参加电极反应的离子和溶剂分子常常也对催化有明显的影响。
PEMFC的电极催化剂包括阳极催化剂和阴极催化剂，它是一种特殊的使氧气和氢气起反应的物质。
它一般由极细的铂粉末涂覆在弹性塑料膜上或涂在碳纸或布上而制得。
催化剂粗糙多孔，因而其有足够的比表面积以促进氢气和氧气的反应。
它对于2个电极反应均有催化活性，并且可长期工作。
对燃料电池而言，其催化剂应满足以下条件：(1)具有导电性，或使用导电性良好的载体以求获得高的导电性；(2)具有一定的化学稳定性，即能在实现目标反应的条件下，电催化剂表面不会┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊因电化学反应而过早失活；(3)具有较好的催化性能，包括实现目标反应及抑制副反应的活性。
在PEMFC中，电催化剂的研究主要是寻找可降低燃料氧化和氧气还原过程过电位的电催化剂。
又由于燃料电池电极必须具有多孔、气体扩散和稳定的性能，故所用的催化剂必须是高表面积、稳定、不易老化、不易中毒、催化性能高的催化剂。
2.2.2 PEMFC的电极催化机理电催化(Electro catalysis)一词最早可能是20世纪30年代由前苏联Kobosev等人提出的，在20世纪60年代以后经Bockris和Grubb等人的突出贡献而得到更广泛的重视。
电催化过程是指在电极／电解质界面上进行电荷转移反应时的非均相催化过程，由于电催化反应是在电场作用下进行的，因此它比普通非均相催化过程更为复杂。
对PEMFC的阳极反应——氢的氧化反应来说，其电催化反应机理已很明确，它是一个两电子转移过程：H2+2M→2MH2MH→2M+2H++2e-然而对于阴极反应——氧还原反应(Oxygen reduction reaction，ORR)来说，其反应机理比氢的氧化反应要复杂得多，这是由于：(1)强吸附O-O键和高度稳定的Pt-O或Pt-OH物种的形成；(2)四电子转移过程；(3)可能形成部分氧化物种H2O2。
当进行四电子转移过程时，至少存在四个中间步骤，如下所示：O2+H++M+ e-→MHO2MHO2+ H++ e-→MO+H2OMO+ H++ e-→MOHMOH+ H++ e-→M+H2O即使经过50多年的研究，仍然缺乏对在不同电催化剂上进行的这一反应的中间产物和速度控制步骤的机理的统一认测。
对于发生在PEMFC中的氧还原反应，由于该反应是在与固态电解质即质子交换膜(如Nation膜)相接触的特殊界面上进行的，并且反应涉及到质子、电子、反应气体和水的多种传递过程，其反应历程、反应机理和影响因素更为复杂，目前对于发生在这一特殊界面上的反应的研究颇为不足，对其反应机理亦未探明。