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阴离子交换膜什么原理?

电池 2024-09-10 03:56

一、阴离子交换膜什么原理?

阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为

R—N(CH3)3OH+Cl- R—N(CH3)3Cl+OH-

由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗;阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生。

二、阴离子交换膜和阳离子交换膜区别?

阴离子交换膜和阳离子交换膜的区别是:

两种交换膜阴、阳名称不同。

三、质子交换膜燃料电池是氢离子交换膜吗?

质子交换膜燃料电池是氢离子交换膜。

质子(proton)是一种带 1.6 × 10-19 库仑(C)正电荷的亚原子粒子,直径约 1.6~1.7×10−15 m ,质量是938百万电子伏特/c2(MeV/c2),即1.672621637(83)×10-27千克,大约是电子质量的1836.5倍(电子的质量为9.10938215(45)×10-31千克),质子比中子稍轻(中子的质量为1.674927211(84)×10-27千克)。质子属于重子类,由两个上夸克和一个下夸克通过胶子在强相互作用下构成。

四、阴离子交换膜允许什么离子通过?

允许阴离子通过。这个道理与阳离子交换膜只允许阳离子通过是一个原因。

五、质子交换膜燃料电池中质子交换膜怎么实现选择透过性?

首先质子交换膜有分隔开燃料和氧化剂的作用,使其不直接接触反应从而引起爆炸。

第二这个选择透过性,是指让质子通过也就是氢质子,而不让电子通过,就是膜中间不产生电流。

先说不让电子通过。质子交换膜是一种聚合物膜,它是绝缘的,就是不让电子通过。

再说它的质子通过性,氢质子是通过水合氢离子的形式传递。而这个质子的传递机制包括跳跃机理和运载机理两种。

一跳跃机理主要发生在磺酸根基团周围,质子沿着氢键链传递,通过结合力较弱的氢键的断裂-形成过程,实现质子的迁移。二运载机理存在于自由水区,通过扩散作用实现质子迁移,此过程中无需氢键参与。

上述的选择透过性,是在质子交换膜在良好的运行状态下实现的。这里包括质子交换膜的热性能、溶解性能、力学性能、电性能和抗腐蚀性能,只有良好的性能,才能实现良好的质子传导率和电子隔绝。比如热性能低,质子交换膜可能在高温小出现热点,从而使得膜穿透,这样如果轻微状况下,只是电子通过然后电池性能下降;严重时就是阳极和阳极联通,发生爆炸。所有满足膜性能的前提下,才能实现选择透过性。

谢谢!

六、质子交换膜燃料电池的转换效率?

质子交换膜燃料电池转换消耗少,辐射小,转换效率大大超过一般电池

质子交换膜燃料电池( PEMFC)采用可传导离子的聚合膜作为电解质,所以也叫聚合物电解质燃料电池( PEFC)、同体聚合物燃料电池(SPFC)或固体聚合物电解质燃料电池( SPEFC)。

七、直接甲醇燃料电池质子交换膜要求?

直接甲醇燃料动力电池是质子交换膜燃料动力电池的一种变种,它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳,质子和电子,如同标准的质子交换膜燃料动力电池相同,质子透过质子交换膜在阴极与氧反应,电子通过外电路到达阴极,并做功。

八、质子交换膜燃料电池方程式?

首先,质子就是氢离子,所以质子交换膜燃料电池就是在酸性条件下发生的电极反应而已。如氢氧燃料电池:负极:H2-2e=2H+,正极:O2+4e+4H+=2H2O。其他燃料电池电极反应式以此类推即可。

九、氯碱工业为什么不是阴离子交换膜?

氯碱工业就是电解氯化钠的水溶液。在直流电源作用下,阴阳离做定向移动。氯离子在阳极消耗,氢离子在阴极消耗。电解池中只剩下钠离子和氢氧根离子。

十、质子交换膜燃料电池在能源领域的应用

什么是质子交换膜燃料电池

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,简称PEMFC)是一种新型的燃料电池技术,利用质子交换膜作为电解质,通过氢气与氧气的化学反应来产生电能。

质子交换膜燃料电池的结构与原理

质子交换膜燃料电池由阳极、阴极和质子交换膜组成。阳极催化层将氢气转化为质子和电子,电子从外部电路流回阴极,完成电流闭合。阴极催化层接收外部供应的氧气和质子,与质子交换膜上的质子发生化学反应生成水。

质子交换膜燃料电池的优势

质子交换膜燃料电池具有以下优势:

  • 高效率:质子交换膜燃料电池的能量转化效率可达到40%以上,比传统汽车发动机高出两倍。
  • 零排放:燃料电池只产生水和热能,没有任何污染物排放。
  • 快速启动:相比传统内燃机,燃料电池不需要时间来预热,可即时启动。
  • 低噪音:燃料电池运行时噪音较低,给用户带来更舒适的使用体验。

质子交换膜燃料电池的应用领域

质子交换膜燃料电池在能源领域有广泛的应用:

  • 交通运输:质子交换膜燃料电池可用于驱动汽车、卡车、公交车和铁路交通,实现零排放的清洁交通。
  • 航空航天:质子交换膜燃料电池可用于飞机和航天器的动力系统,提供高效、轻量级且环保的能源解决方案。
  • 移动电源:质子交换膜燃料电池可以作为移动电源,为手机、笔记本电脑等电子设备提供可持续的电力。
  • 能源储存:质子交换膜燃料电池可作为能源储存技术的一种选项,用于储存太阳能和风能等可再生能源。

质子交换膜燃料电池的发展前景

质子交换膜燃料电池具有独特的优点和广泛的应用前景,随着对清洁能源需求的增加和技术的不断发展,质子交换膜燃料电池有望在未来成为主流能源技术,并推动能源产业的可持续发展。