燃料電池是將燃料和電解質的化學能直接轉換成電能的發(fā)電裝置，也是繼火電、水電、核電之后的第四種發(fā)電裝置，是當今發(fā)達國家十分重視的高新技術開發(fā)領域。氫氧燃料電池以氫氣作燃料為還原劑，氧氣作氧化劑，通過燃料的燃燒反應，將化學能轉變?yōu)殡娔艿碾姵兀c原電池的工作原理相同。氫氧燃料電池工作時，向氫電極供應氫氣，同時向氧電極供應氧氣。氫、氧氣在電極上的催化劑作用下，通過電解質生成水。這時在氫電極上有多余的電子而帶負電，在氧電極上由于缺少電子而帶正電。接通電路后，這一類似于燃燒的反應過程就能連續(xù)進行。工作時向負極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（氧氣）。氫在負極上的催化劑的作用下分解成正離子H+和電子e-。氫離子進入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上，氧氣同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。這正是水的電解反應的逆過程。氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的裝置。河北離子交換Fumatech膜系統工程

離子交換膜的性能是多方面的,必須根據膜的電化學性能、化學性能和物理力學性能對膜進行綜合評價分析。一般商品膜常提供以下性能指標。1、交換容量交換容量是離子交換膜的關鍵參數,其單位為mmol/g。一般交換容量高的膜，選擇透過性好，導電能力也強。但是由于活性基團一般具有親水性，因此當活性基團含量高時，膜內水分與溶脹度會隨之增大，從而影響膜的強度。有時也會因膜體結構過于疏松，而使膜的選擇性下降。一般膜的交換容量約為2－3mmol/g。2、含水量指膜內與活性基團結合的內在水，經每克干膜所含水的克數表示（%）。的含水量與其交換容量和交聯度有關，如上所說，隨著交換容量提高，含水量增加。交聯度大的膜由于膜結構，含水量也會相應降低。提高膜的含水量，可使膜的導電能力增加，但由于膜的溶脹會合螈選擇性下降，一般膜的含水量約為20%－40%左右。上海Fumatech膜氫氣制取燃料電池是利用水的電解的逆反應的"發(fā)電機"。

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

陰離子交換膜是一類含有堿性活性基團，對陰離子具有選擇透過性的高分子聚合物膜，也稱為離子選擇透過性膜。陰離子交換膜由三個部分構成：帶固定基團的聚合物主鏈即高分子基體（也稱基膜）、荷正電的活性基團（即陽離子）以及活性基團上可以自由移動的陰離子。在新型電能轉換裝置中使用的陰離子交換膜不只起著隔離氧化劑和還原劑的作用，而且還具有離子傳導作用。所以陰離子交換膜需要具有較高的離子選擇透過性以及電導率，同時還應該具有良好的力學強度、柔韌性能，具有較低的膜電阻以及較強的化學穩(wěn)定性。均相離子交換膜均相離子交換膜系將活性基團引入一惰性支持物中制成。

燃料電池是很有發(fā)展前途的新的動力電源，一般以氫氣、碳、甲醇、硼氫化物、煤氣或天然氣為燃料，作為負極，用空氣中的氧作為正極。和一般電池的主要區(qū)別在于一般電池的活性物質是預先放在電池內部的，因而電池容量取決于貯存的活性物質的量；而燃料電池的活性物質（燃料和氧化劑）是在反應的同時源源不斷地輸入的，因此，這類電池實際上只是一個能量轉換裝置。這類電池具有轉換效率高、容量大、比能量高、功率范圍廣、不用充電等優(yōu)點，但由于成本高，系統比較復雜，只限于一些特殊用途，如飛船、潛艇、電視中轉站、燈塔和浮標等方面。雙極膜電滲析由于能耗低,模式化設計和操作簡便高效,很多食品和醫(yī)療行業(yè),越來越傾向于采用這種技術。氧化還原液流電池Fumatech膜氫氣制取

雙極膜亦稱雙極性膜，是特種離子交換膜，它是由一張陽膜和一張陰膜復合制成的陰、陽復合膜。河北離子交換Fumatech膜系統工程

隨著水污染加劇，人們對飲用水水質越來越關心。試驗證明，雙極膜納濾法可以去除消毒過程中產生的微毒副產物、痕量的除草劑、殺蟲劑、重金屬、天然有機物及硬度、硫酸鹽及硝酸鹽等。同時具有處理水質好且穩(wěn)定、化學藥劑用量少、占地少、節(jié)能、易于管理和維護的優(yōu)點。在電鍍加工和合金生產中，經常需用大量水沖洗，這些清洗水含有濃度相當高的重金屬，有鎳、鐵、銅和鋅等。為了使這些含重金屬的廢水符合排放要求，一般的措施是將這些重金屬處理成氫氧化物沉淀除去。如果采用納濾膜技術，不只可以回收90%以上的廢水，使之純化，同時使重金屬離子含量濃縮10倍，濃縮后的重金屬具有回收利用的價值。雙極膜作為一種新型膜，以其獨特的優(yōu)點，為解決環(huán)境工程中存在已久的一些技術難題提供了許多新的思路和解決辦法。繼續(xù)開發(fā)高性能的雙極膜，改進膜的制備工藝，降低膜的生產成本，深入開展機理研究，研究膜中離子遷移及水傳遞的機理，研究高性能雙極膜材料及制備，拓寬應用領域，具有深遠的意義。河北離子交換Fumatech膜系統工程

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