Proton exchange membrane fuel cells

Proton exchange membrane fuel cells (PEMF) and water electrolysers (PEMwE) are expected to play significant roles in the near future in the electrification of transport, for heat and elec tricity supply in stationary applications, and as a means of large scale storage of renewable energy by using wind or solar energy to provide power for hydrogen generation by water electrolysis [1,2] Despite their advanced development, costs must be further re duced, and the durability of the components over time must still be improved 13-5]. he membrane electrode assembly (MEA) is the core component of these electrochemical energy conversion devices. The MEA comprises a proton exchange membrane, anode and cathode, as schematically represented in Fig. 1. At the core of the MEA is the polymer membrane generally functionalised with either acid or basic groups. The membrane separates the electrodes and prevents direct reaction of reactant gases and transport ions between the electrodes. It also provides mechanical integrity to the assembly Proton conductivity in elec trolyte membranes strongly depends on water content as water molecules act as proton carriers. Materials providing the best association of the above properties of conductivity, chemical sta bility and mechanical strength are perfluorosulfonic acid (PFSA) ionomers such as Nafion ru, Aquivion?, 3M Corporation ionomers The high proton conductivity of membranes is correlated with their morphology in which ionic domains are well-percolated and phase separated from hydrophobic domains that provide mechanical strength [17k The importance of the spatial organisa tion of hydrophilic and hydrophobic domains in determining the conductivity and mechanical properties of ionomer membranes well-established. This is influenced by the nature of the te polymer backbone and side chain compositions, and the spatial el organisation of functional and non-functional groups in random polymers and block copolymers In an operating fuel cell or electrolyser particular constraints or stresses arise that lead to accelerated materials ageing. For ex ample, membrane mechanical failure is accelerated by the swel ling and shrinkage that occurs during membrane hydration and dehydration that accompany operation under variable load

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMF) และน้ำ electrolysers (PEMwE) คาดว่าจะมีบทบาทสำคัญในอนาคตในระบบไฟฟ้าการขนส่ง สำหรับความร้อนและไฟฟ้า tri-เมืองจัดงานเครื่องเขียน และ เป็นวิธีการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ของพลังงานทดแทน โดยใช้ลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้พลังงานสำหรับการสร้างไฮโดรเจน ด้วยกระแสไฟฟ้าน้ำ [1, 2] แม้มีการพัฒนาขั้นสูงของพวกเขา ค่าใช้จ่ายต้องเพิ่มเติม re duced และความทนทานของคอมโพเนนต์เวลายังคงต้องปรับปรุง 13-5] ประกอบขั้วไฟฟ้าเยื่อเขาหลวง) เป็นส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้าเหล่านี้ การไฟฟ้านครหลวงประกอบด้วยเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน แอโนด และ แคโทด แสดงเป็น schematically ในรูปที่ 1 ของการไฟฟ้านครหลวงโดยพอลิเมอร์เมมเบรนทั่วไป functionalised กับกรด หรือพื้นฐานกลุ่ม เมมเบรนที่แยกขั้วไฟฟ้า และป้องกันการเกิดปฏิกิริยาโดยตรงของตัวทำปฏิกิริยาก๊าซและขนส่งประจุไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้า ยังให้ความสมบูรณ์เชิงกลแอสเซมบลีการนำโปรตอนในเยื่อหุ้ม trolyte ไฟฟ้าเกิดขึ้นได้จากน้ำเนื้อหาเป็นโมเลกุลของน้ำที่ทำหน้าที่เป็นผู้ให้บริการของโปรตอน วัสดุให้สมาคมคุณสมบัติข้างต้นของการนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด bility sta เคมีและแรงกล perfluorosulfonic ionomers (PFSA) กรดเช่น Nafion ru, Aquivion ?, 3 M บริษัท ionomers การนำโปรตอนสูงของเยื่อหุ้มมีความสัมพันธ์กับสัณฐานวิทยาของพวกเขาที่โดเมนไอออนมี percolated ดี และขั้นตอนที่แยกออกจากโดเมนแบบที่ให้แรง [17k ความสำคัญทางการค้าเชิงพื้นที่ organisa ของโดเมนน้ำ และฝ่ามือในการกำหนดค่าการนำไฟฟ้าและคุณสมบัติทางกลของเยื่อซึ่ง ดีขึ้น นี้ได้รับอิทธิพลจากลักษณะของกระดูกสันหลังเมอร์ te และด้านองค์ ประกอบโซ่ และปริภูมิ el องค์กรการทำงาน และกลุ่มไม่ใช่ functional ในโพลิเมอร์แบบสุ่มและบล็อกโคในเซลล์เชื้อเพลิงที่มีการทำงานหรือข้อจำกัดเฉพาะ electrolyser หรือเครียดเกิดทำวัสดุเร่งอายุ สำหรับ ex กว้างขวาง เมมเบรนความถูกเร่ง โดย swel ลิงและการหดตัวที่เกิดขึ้นระหว่างเยื่อชุ่มชื้นและการคายน้ำที่มาพร้อมกับการดำเนินงานภายใต้โหลดตัวแปร

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMF) และ electrolysers น้ำ (PEMwE) ที่คาดว่าจะมีบทบาทสำคัญในอนาคตอันใกล้ในการใช้พลังงานไฟฟ้าของการขนส่ง, ความร้อนและอุปทาน Tricity Elec ในการใช้งานเครื่องเขียนและเป็นวิธีการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ของพลังงานทดแทน โดยใช้พลังงานลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้อำนาจในการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าน้ำ [1,2] แม้จะมีการพัฒนาขั้นสูงของพวกเขาจะต้องได้รับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมอีกครั้งโฉมและความทนทานของส่วนประกอบในช่วงเวลาที่ยังคงต้องได้รับการปรับปรุง 13-5] เขาเมมเบรนประกอบขั้วไฟ (กฟน.) เป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้าเหล่านี้ กฟนประกอบด้วยเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนโปรตอนขั้วบวกและขั้วลบเป็นตัวแทนของแผนผังในรูป 1. ที่หลักของกฟน. เป็นเมมเบรนพอลิเมอ functionalised โดยทั่วไปมีทั้งกรดหรือพื้นฐานกลุ่ม เมมเบรนที่แยกขั้วและป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาโดยตรงของก๊าซผิดใจและไอออนขนส่งระหว่างขั้วไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีความสมบูรณ์กลเพื่อประกอบการนำโปรตอนในเยื่อหุ้ม trolyte Elec ขอขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำเป็นโมเลกุลของน้ำทำหน้าที่เป็นผู้ให้บริการโปรตอน วัสดุให้สมาคมที่ดีที่สุดของคุณสมบัติข้างต้นของการนำรับผิดชอบ STA ทางเคมีและความแข็งแรงเชิงกลที่มีกรด perfluorosulfonic (PFSA) ionomers เช่น Nafion RU, Aquivion ?, 3M คอร์ปอเรชั่น ionomers การนำโปรตอนสูงของเยื่อมีความสัมพันธ์กับลักษณะทางสัณฐานวิทยาของพวกเขาในการที่อิออน โดเมนเป็นอย่างดีกระจายและเฟสแยกออกจากโดเมนที่ไม่ชอบน้ำที่ให้ความแข็งแรงเชิงกล [17K ความสำคัญของการ organisa เชิงพื้นที่ของโดเมนที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำในการกำหนดการนำและสมบัติเชิงกลของเยื่อ ionomer ที่ดีขึ้น นี้ได้รับอิทธิพลจากลักษณะของกระดูกสันหลัง Te ลิเมอร์และโซ่ด้านองค์ประกอบและอวกาศ El ​​องค์กรของการทำงานเป็นกลุ่มและไม่ทำงานในโพลิเมอร์แบบสุ่มและโคโพลิเมอร์ในเซลล์เชื้อเพลิงในการดำเนินงานหรือ electrolyser จำกัด เฉพาะหรือความเครียดที่เกิดขึ้นนำไปสู่​​การเร่ง วัสดุริ้วรอย สำหรับอดีตกว้างขวางเยื่อล้มเหลวทางกลจะเร่งโดย swel หลิงและการหดตัวที่เกิดขึ้นระหว่างความชุ่มชื้นและการคายน้ำเมมเบรนที่มาพร้อมกับการดำเนินงานภายใต้การโหลดตัวแปร

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน ( pemf ) และน้ำ electrolysers ( pemwe ) ที่คาดว่าจะเล่น บทบาทสำคัญในอนาคตในการผลิตไฟฟ้าของการขนส่งสำหรับความร้อนและ Elec tricity จัดหาในการใช้งานเครื่องเขียน และ เป็นวิธีการเก็บรักษาพลังงานขนาดใหญ่โดยใช้ลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้พลังงานสำหรับการผลิตไฮโดรเจนโดย น้ำไฮโดรเจน [ 1 , 2 ] แม้จะมีการพัฒนาขั้นสูงของพวกเขา ค่าใช้จ่ายที่ต้องเพิ่มเติมอีก duced และความทนทานของชิ้นส่วนแล้ว ยังต้องปรับปรุง 13-5 ] เขาพยุงประกอบขั้ว ( กฟน. ) เป็นองค์ประกอบหลักของการแปลงเหล่านี้ใช้พลังงานอุปกรณ์ การไฟฟ้านครหลวง ประกอบด้วยแลกเปลี่ยนโปรตอนเมมเบรน , ขั้วบวกและขั้วลบ เป็นแผนผังแสดงในรูปที่ 1 ที่หลักของ กฟน. เป็นพอลิเมอร์เมมเบรนโดยทั่วไป functionalised ด้วยกรดหรือกลุ่มพื้นฐาน เมมเบรนแยกไฟฟ้าและป้องกันปฏิกิริยาโดยตรงของก๊าซตั้งต้น และไอออนการขนส่งระหว่างขั้วไฟฟ้า นอกจากนี้ยังให้ความสมบูรณ์ของเครื่องจักรกลประกอบการนำโปรตอนใน ELEC trolyte membranes ขอขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำเป็นโมเลกุลของน้ำเป็นโปรตอน ) วัสดุให้สมาคมที่ดีที่สุดคุณสมบัติข้างต้นของการนำ bility STA , ความแข็งแรงเชิงกลและเคมีเป็น perfluorosulfonic acid ( pfsa ) ซึ่ง ionomers เช่น รู aquivion ? บริษัท ionomers สูง , 3M โปรตอนนำเมมเบรน มีความสัมพันธ์กับลักษณะของพวกเขาที่อิออนโดเมนดีน้ำเสียและเฟส ) แยกออกจากโดเมนที่ให้ความแข็งแรงเชิงกล 17K [ ความสำคัญของน้ำและ organisa tion ( ) โดเมนในการกําหนดค่าการนำไฟฟ้าและสมบัติเชิงกลของไอโอโนเมอร์เมมเบรนที่มีชื่อเสียง นี้ได้รับอิทธิพลจากธรรมชาติของเทอร์พอลิเมอร์ของโซ่ข้างและพื้นที่การทำงานขององค์กรและเอลไม่หมู่ฟังก์ชันในพอลิเมอร์แบบสุ่มและบล็อกโคพอลิเมอร์ในเซลล์เชื้อเพลิง หรือผ่าตัดเล็กโทรไลเซอร์จำกัดเฉพาะหรือความเครียดที่เกิดขึ้น ทำให้วัสดุเร่งอายุ สำหรับเช่นกว้างขวาง เยื่อเชิงกล ความล้มเหลวคือ เร่ง โดย swel หลิงและการหดตัวที่เกิดขึ้นในการดำเนินงานและ hydration เยื่อที่เกี่ยวข้องกับตัวแปรตามโหลด