质子交换膜燃料电池的基本结构主要由质子交换膜、催化剂层、扩散层、集流板（又称双极板）组成。聚合物电解质膜被碳基催化剂所覆盖，催化剂直接与扩散层和电解质两者接触以求达到较大的相互作用面。催化剂构成电极，在其之上直接为扩散层。电解质、催化剂层和气体扩散层的组合被称为膜片-电极组件。质子交换膜(PEM)是质子交换膜燃料电池的主要部件，是一种厚度只为50～180um的薄膜片，其微观结构非常复杂。它为质子传递提供通道，同时作为隔膜将阳极的燃料与阴极的氧化剂隔开，其性能好坏直接影响电池的性能和寿命；随着燃料电池技术不断成熟,以及西气东输工程提供了充足天然气源。河北电解水用Fumatech膜替代杜邦
质子交换膜中的流场结构包括点状流场、网状流场、平行流场、蛇形流场、多孔流场和交指形流场结构。平行流场和蛇形流场都具有良好的供气和排水能力，是目前常用的流场结构。交指形流场反应气体从入孔进入末端封死的流场通道，迫使气体在压力差的作用下经强制对流通过电极内部到达流道出口段，使反应气体到达催化层表面的距离缩短，传质加快，反应速率提高。此外，气体流动的剪切应力易将阴极中聚集的由于电迁移和电化学反应生成液态水带出电极，减少了阴极水淹现象，从而大幅度提高质子交换膜燃料电池性能。但是这种流场在确保反应气体均匀分配方面还存在着问题，且这种流场需要较大的压力降，增加了额外的功率损耗。点状流场、网状流场和多孔流场因反应气体传输和排水能力较差而应用不多。山东杜邦对比Fumatech膜电化学反应是属于电化学范畴的化学反应；
离子交换膜均相膜的电化学性能较为优良，但力学性能较差，常需其他纤维来增强。非均相膜的电化学性能比均相膜差，而力学性能较优，由于疏水性的高分子成膜材料和亲水性的离子交换树脂之间粘结力弱，常存在缝隙而影响离子选择透过性。离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。水在膜中的渗透率就是离子在透过膜时带过去的水量。实用上水渗透率是膜的一个性能，其值愈大，在电渗析时水损失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水渗透率远低于亲水性高分子材料膜。
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。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，故排放出的有害气体极少，使用寿命长。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是较有发展前途的发电技术。电化学反应过程中常伴随着电极表面析氢、析氧和析氯的电极反应。
离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。离子交换膜按功能及结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜等类型。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同，但为膜的形式。离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。电渗析装置（见图）的淡化程度可达一次蒸馏水纯度。也可应用于甘油、聚乙二醇的除盐，分离各种离子与放射性元素、同位素，分级分离氨基酸等。此外，在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备，以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中，也都采用离子交换膜。质子交换膜燃料电池工作温度低、比功率高、结构简单、启动快、操作方便。河北电解水用Fumatech膜替代杜邦
燃料电池是把所具有的化学能直接转换成电能的化学装置；河北电解水用Fumatech膜替代杜邦
阴阳电极相对装置外壳静止不动，气相出口关闭，液相出口关闭，过程呈间歇操作，电解10min。转速800r/min，阳极相对装置外壳旋转，阴极相对装置外壳静止，气相出口关闭，液相出口关闭，过程呈间歇操作，电解10min；超重力因子为100，阳极相对装置外壳旋转，阴极相对装置外壳静止，气相出口关闭，液相出口敞开，过程呈连续操作，电解10min。电化学法处理含酚废水过程中，向废水中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠。重力环境下水面上富集的泡沫较多，泡沫层较厚，说明重力环境下气泡从废水中溢出的速率较慢。重力搅拌的环境下水面上的泡沫量次之，但泡沫直径较大，说明气泡从废水中溢出的速率较慢导致气泡发生了聚合从而变大。而超重力环境下水面上的泡沫较少，泡沫层较薄，泡沫直径较小，说明超重力环境下气泡从废水中溢出的速率较快。河北电解水用Fumatech膜替代杜邦
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