本文是一篇全面的综述，探讨了不同类型的燃料电池及其应用。燃料电池是一种将化学能直接转换为电能的电化学装置，被认为是清洁和高效能源生产的有前途的技术。1.引言燃料电池作为清洁和高效能源生产技术，只产生水和热作为副产品。详细介绍了不同类型的燃料电池，包括质子交换膜燃料电池（PEMFCs）、固体氧化物燃料电池（SOFCs）、碱性燃料电池（AFCs）、直接甲醇燃料电池（DMFCs）和磷酸燃料电池（PAFCs）。讨论了燃料电池在交通、固定式发电、便携式电源和军事航空等领域的应用。2.燃...

在碱性电解中，如下图1所示，两个电极浸泡在电解液中，电解液通常是KOH或NaOH溶液。通过这种方式，实现了碱性环境，其中水的电阻率将降低，使过程更容易。施加的直流电压必须大于水分解所需的电压，从而产生法拉第电流。电极之间由隔膜隔开，隔膜可将气体隔开，同时可渗透水和氢氧根离子。图1：碱性电解水原理图另，在PEM电解中(下图2)，两个电极与电解质接触，电解质是一种固体聚合物（SPE），通常是Nafion，现状也有各种增强型。电极通常由阴极铂和阳极铱制成。图2：PEM电解水原理图备...

根据定义，水分解反应是将水(H2O)分解成两种组分(H2和O2)的反应。水分解可以通过几种不同的方式实现。在足够高的温度下(~4000K)，水不再倾向于以分子形式存在，而是以H2和O2的形式存在。这里仅讨论电化学水分解。在一般情况下使用电化学水分解就会变成：式（1）从方程式(1)的左侧到右侧，系统所获得的能量增量通过差值定义为反应物的标准生成能(焓Hf)减去生成物的标准生成能之差(∆Hf)。然而，当我们从方程(1)左边的两个分子变为右边的三个分子时（两个O2，一个H2），我们...

1、膜电极的制作1.1、膜的预处理Nafion-117是一种来自美国杜邦公司的全氟磺酸聚合物，因其优异的化学和机械稳定性以及高质子导电性而被广泛选择作为水电解中的质子导电膜。在使用前，膜经过全面的净化过程：首先，将其在3%的过氧化氢中煮沸去除有机杂质，然后用蒸馏水（纯净水）冲洗。然后在1mol硫酸中煮沸以去除任何金属杂质，并将膜转变为质子化(H+)状态。最后的清洗步骤是在蒸馏水中煮沸，以确保清洁干净。1.2膜和电极组件(MEA)的制备催化剂涂层膜(CCM)制造催化剂油墨配方：...

电解水是生产氧气和氢气的方法。在PEM电解过程中，水被引入阳极，在电解液存在的电流的驱动下，水被电化学分解成氧、质子和电子。然后质子穿过质子导电膜到达阴极，而电子穿过外部电路，为反应提供必要的电池电压。在阴极，质子和电子重新结合形成氢气。反应产生氢气和氧气的体积比分别为二比一。电解质膜的设计保证了气体的分离，防止电解装置内形成潜在的爆炸性混合物。这些气体的产生速率与流过电池的电流成正比。所示方案如图1所示，概述了水电解背后的基本原理，包括该过程中涉及的两个半电池反应。图1：质...