離子交換膜電池的優點
⑴ 陽離子交換膜的作用
1、可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。
2、也可應用於甘油、聚乙二醇的除鹽，分離各種離子與放射性元素、同位素，分級分離氨基酸等。
3、在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備，以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中，也都採用離子交換膜。
4、離子交換膜在膜技術領域中佔有重要的地位，它對仿生膜研究也將起重要作用
⑵ 帶離子交換膜的原電池可以使電流持續時間更長嗎
帶離子交換膜的原電池可以使電流持續時間更長。
在原電池中，離子交換膜的作用與鹽橋相專似，將原電池分屬為正半電池和負半電池，從而提高原電池的工作效率。
在原電池中，負極發生氧化反應，正極發生還原反應．由圖可知：通氧氣的一極為正極，加葡萄糖的一極為負極；在原電池內部，陽離子向正極移動，故質子(H＋)由負極區通過質子交換膜移向正極區。
⑶ 高中化學中燃料電池為什麼要用質子交換膜質子交換膜的作用是什麼用了它之後和沒用相比有什麼好處謝
高中化學中燃料電池為什麼要用質子交換膜？質子交換膜的作用是什麼？用了它之後和沒用相比有什麼好處？謝
還有，陽離子交換膜和陰離子交換膜在什麼時候用啊？他們的原理是什麼，有什麼用途？這些膜我有沒弄懂！謝謝各位哥哥姐姐啦，我馬上要高考了，急啊！！謝謝O(∩_∩)O謝謝
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陽離子交換膜和陰離子交換膜作用是讓陽離子或陰離子通過，形成電流，同事阻隔正負極的氧化劑和燃料，防止正負極氧化劑和燃料直接接觸，其原理是離子交換膜的選擇透過性。質子交換膜的作用是讓質子通過，形成電流，同事阻隔正負極的氧化劑和燃料。
wenming... 推薦於：2017-09-18
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離子交換膜是一種選擇性透過的膜，比如陽離子交換膜，就只能有陽離子通過，陰離子就不行。
他的原理是通過成膜材料上面的基團，通過對離子的結合和分離，形成一條條離子通道。比如質子交換膜，通常會有一些易於質子結合的強電解質基團，比如磺酸根，質子很容易和基團結合，也很溶液分離，使得質子順利通過膜。而驅動力可能是膜兩側的壓力差、濃度差或者電勢差等。用途一般是電化學上的應用，比如燃料電池。氯鹼工藝。
燃料電池要用質子交換膜這個不準確，目前只有pemfc和dmfc是用質子交換膜的。它的原理上面簡單說過了，你可以配合圖看看書。他的作用是讓質子通過，形成電流，同事阻隔正負極的氧化劑和燃料。用了他和沒有用比有什麼好處，這個問題只能說它是燃料電池的一個必須的組成部分，沒有它電池根本都不工作。
有問題再問我吧
bluecat... 2011-04-27
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質子交換膜是只允許水和質子（或稱水合質子，H3O+）穿過的膜。
原理簡單說就是：水合質子同質子交換膜中的磺酸基結合，然後從一個磺酸基到另一個磺酸基，最終到達另一邊。理論上只允許水和質子通過，但實際上一些陽離子、小分子有機物也可能會通過
質子交換膜膜材料的改進及應用
質子交換膜燃料電池具有工作溫度低、啟動快、比功率高、結構簡單、操作方便等優點，被公認為電動汽車、固定發電站等的首選能源。在燃料電池內部，質子交換膜為質子的遷移和輸送提供通道，使得質子經過膜從陽極到達陰極，與外電路的電子轉移構成迴路，向外界提供電流，因此質子交換膜的性能對燃料電池的性能起著非常重要的作用，它的好壞直接影響電池的使用壽命。
迄今最常用的質子交換膜（PEMFC）仍然是美國杜邦公司的Nafion®膜，具有質子電導率高和化學穩定性好的優點，目前PEMFC大多採用Nafion®等全氟磺酸膜，國內裝配PEMFC所用的PEM主要依靠進口。但Nafion®類膜仍存在下述缺點：(1)製作困難、成本高，全氟物質的合成和磺化都非常困難，而且在成膜過程中的水解、磺化容易使聚合物變性、降解，使得成膜困難，導致成本較高；(2)對溫度和含水量要求高，Nafion®系列膜的最佳工作溫度為70～90℃，超過此溫度會使其含水量急劇降低，導電性迅速下降，阻礙了通過適當提高工作溫度來提高電極反應速度和克服催化劑中毒的難題；(3)某些碳氫化合物，如甲醇等，滲透率較高，不適合用作直接甲醇燃料電池(DMFC)的質子交換膜。
因此，為了提高質子交換膜的性能，對質子交換膜的改進研究正不斷進行著。從近兩年的文獻報道看，改進方法可採用以下幾種方法：
（1）有機/無機納米復合質子交換膜，依靠納米顆粒尺寸小和比表面積大的特點提高復合膜的保水能力，從而達到擴大質子交換膜燃料電池工作溫度范圍的目的；
（2）對質子交換膜的骨架材料進行改進，針對目前最常用的Nafion®膜的缺點，或在Nafion®膜基礎上改進，或另選用新型骨架材料；
（3）對膜的內部結構進行調整，特別是增加其中微孔，以使成膜方便，並解決催化劑中毒的問題。
另外，除了這3種改進，現有的許多研究都或多或少的採用了納米技術，使材料更小，性能更佳。
以下對採用這三種方法的文獻進行簡要介紹。
（1）有機/無機納米復合質子交換膜
2003年12月4日公開的Columbian化學公司世界專利WO2003100884揭示了一種磺酸導體聚合物接枝碳材料。其製作工藝為將含雜原子的導體聚合物單體在碳材料中氧化聚合，並磺化接枝，該方法也可進一步金屬化聚合物接枝的碳材料。含碳材料可以是碳黑、石墨、納米碳或fullerenes等。聚合物為聚苯胺、聚吡咯等。其質子電導率為8.9×10-2S/cm（採用Nafion-磺酸聚苯胺測試）。
國內較多專利均採用類似方法。如2003年6月公開的清華大學中國專利CN1476113，將膜基體含磺酸側基的芳雜環聚合物加到溶劑中，形成均勻混合物後，加入無機物，形成懸浮物。通過納米破碎技術對該懸浮物進行破碎，得到分散均勻的漿料，用澆注法制膜。其形成的膜結構均勻、相當緻密。它不但能良好地抗甲醇滲透，還具有良好的化學穩定性和質子傳導性，甲醇滲透率小於5％。
（2）對膜骨架聚合物材料進行改進
《Journal of Membrane Science》雜志2005年刊登了香港大學發表的論文，其採用原位酸催化聚合法，將Nafion和聚糠醇共聚，由該材料制備的質子交換膜明顯改善了還原甲醇流量，其質子電導率為0.0848S/cm。
2004年公開的中山大學中國專利CN1585153，介紹了一種直接醇類燃料電池的改性質子交換膜的制備方法。所述制備方法是以市售的磺化樹脂為原料，並加入無機納米材料，通過流延法、壓延法、塗漿法或浸膠法等成膜方法來制備質子交換膜。
（3）對膜的內部結構進行調整
《Elctrochimica Acta》雜志2004年刊登了韓國Gwangju科技學院的論文，其採用了選擇改進型聚合物為質子交換膜，其選用了磺化聚苯乙烯-b-聚（乙烯-γ-丁烯）-b-聚苯乙烯共聚物（SSEBS），在微觀形態下觀察，呈現出納米結構離子通道，這種質子交換膜的電抗性比普通質子交換膜更優異。
2001年公開的由華中科技大學申請的中國發明專利CN1411085，其在一塊厚度h≤1mm的陶瓷薄膜構上有序分布有若干微孔，其孔徑n≤2mm，微孔遍布整個陶瓷薄膜，在所述陶瓷薄膜的微孔內填充有高電導率的電解質。孔徑n最好為納米數量級。該質子交換膜的制備方法為：首先在厚度h≤1mm金屬薄膜上制備有序微孔；再用電化學方法或其它方式氧化成陶瓷薄膜；然後在陶瓷薄膜的微孔中填充高電導率的電解質。這種方法成膜容易，製造成本低的特點，並且可以通過提高質子交換膜的工作溫度解決催化劑中毒的問題。
此外，近期國外報道的一些質子交換膜製造方法還有：
WO200545976為Renault公司於2005年5月19日申請的有關離子導體復合質子交換膜的專利，其揭示了一種離子導體復合膜的製造方法，包括a）組合電子和離子性非導體聚合物，或在溶液或熔融狀態下將低熔點鹽與至少兩種聚合物混合；b）與硅土水解類有機前驅體結合；c）與相適合的雜多酸有機溶液混合，鑄造成膜，特別是成薄膜狀，厚度為5～500微米，具有平滑表面，離子導體孔道為納米級。其中聚合物選擇為聚碸類和聚醯亞胺樹脂。最終質子電導率為433k，100%RH條件下測試，達到（1.1～3.8）×10-2S/cm。
2005年3月10日公開的SABANCI大學世界專利WO200521845，使用了一種金屬塗層的納米纖維，此外還涉及電子紡紗納米纖維的金屬塗層工藝。
表1和表2分別列出了以上新方法所採用的材料、質子電導率及最終燃料電池的性能。
但目前對新方法的研究還未成熟，有一些缺點還有待進一步完善。例如：在添加無機物後復合膜會變脆且硬，成膜性變差，所以復合膜中有機物與無機物之間的適當比列變得尤其重要，這也是今後研究方向之一，此外，加入納米粒子後，在膜的綜合性能，如納米粒子的分散性能、控制反應能量方面的研究也值得進一步關注。
ht19891... 2011-04-27
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燃料電池中才會用到，使得陽離子或者陰離子單項通過，使反應能夠持續進行。
jun9209... 2011-04-27
⑷ 鋰離子電池的優缺點
鋰離子電池有如下優點：
高能量密度：因電極材料不同而不同，按質量計算，可達150～200Wh/kg(540～720kJ/kg)；按體積計算，可達250～530Wh/L(0.9～1.9kJ/cm3)。[2]
開路電壓高：因電極材料不同而不同，可達3.3～4.2V。
輸出功率大：因電極材料不同而不同，可達300～1500W/kg(@20秒)。[1][與來源不符]
無記憶效應:磷酸鐵鋰鋰離子電池無記憶效應，電池在未放空電的情況下可隨時充放電，使用維護簡便。
低自放電：<5％～10％/月。智能鋰離子電池由於有內建的監測電路，這個監測電路的工作電流甚至高於自放電電流。
工作溫度范圍寬：可在-20℃～60℃之間正常工作。
充、放電速度快
因此，鋰離子電池廣泛應用於消費電子產品、軍用產品、航空產品等。
拓展資料：
鋰離子電池（Lithium-ion battery）是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。鋰離子電池使用一個嵌入的鋰化合物作為一個電極材料。目前用作鋰離子電池的正極材料主要常見的有：鋰鈷氧化物（LiCoO2）、錳酸鋰（LiMn2O4）、鎳酸鋰（LiNiO2）及磷酸鋰鐵（LiFePO4）。同時，鋰離子電池也具有如下缺點：
（1）不耐受過放：過放電時（電壓小於3.0V時放電），過量嵌入的鋰離子會被固定於晶格中，無法再釋放，導致壽命縮短，深度放電更可能使電池損壞。所以使用至極低電量是損傷電池的行為，但只要回充至高電壓數次有可能再度活化電池的最大蓄電量。
（2）不耐受過充：過充電時，電極脫嵌過多鋰離子，又沒有及時得到補充，長久可導致晶格坍塌，從而不可逆的降低了儲電量。因而鋰電池必須經常使用，避免保持滿電狀態和持續插上充電器接頭，要定時適當的使內儲的電子流動，保養電池長期的健康。
（3）衰老怕熱：與其它充電電池不同，鋰離子電池會在使用循環中不可避免的自然緩慢衰退，就算是儲放著不使用，容量也會減少，這其實與使用次數無關（除非是過度充放的循環導致的晶格損失，這樣的衰老過程稱之為損耗較為合適），而與溫度有關。
可能的機制是內阻逐漸升高，所以，在工作電流高的電子產品更容易體現熱衰現象，另外也要避免外部氣溫所帶來的影響。用鈦酸鋰取代石墨，似乎可以延長壽命。儲存電池的溫度與容量永久損失速度的關系如下：
⑸ 鋰離子電池有什麼優點
優點
1）電壓高
單體電池的工作電壓高達3.7-3.8V（磷酸鐵鋰的是3.2V），是Ni-Cd、Ni-MH電池的3倍。
2）比能量大
能達到的實際比能量為555Wh/kg左右，即材料能達到150mAh/g以上的比容量（3--4倍於Ni-Cd，2--3倍於Ni-MH），已接近於其理論值的約88%。
3）循環壽命長
一般均可達到500次以上，甚至1000次以上，磷酸鐵鋰的可以達到2000次以上。對於小電流放電的電器,電池的使用期限，將倍增電器的競爭力。
4）安全性能好
無公害，無記憶效應.作為Li-ion前身的鋰電池，因金屬鋰易形成枝晶發生短路，縮減了其應用領域：Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環境有污染的元素：部分工藝（如燒結式）的Ni-Cd電池存在的一大弊病為「記憶效應」，嚴重束縛電池的使用，但Li-ion根本不存在這方面的問題。
5）自放電小
室溫下充滿電的Li-ion儲存1個月後的自放電率為2%左右，大大低於Ni-Cd的25-30%，Ni-MH的30-35%。
6) 快速充電
1C充電30分鍾容量可以達到標稱容量的80%以上，磷鐵電池可以達到10分鍾充電到標稱容量的90%。
7) 工作溫度
工作溫度為-25~45°C，隨著電解液和正極的改進，期望能擴寬到-40~70°C。
(5)離子交換膜電池的優點擴展閱讀：
鋰離子電池：是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。
在充放電過程中，Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處於富鋰狀態；放電時則相反。
鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。手機和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池。
電池一般採用含有鋰元素的材料作為電極，是現代高性能電池的代表。而真正的鋰電池由於危險性大，很少應用於日常電子產品。
參考資料：網路---鋰離子電池
⑹ 質子交換膜燃料電池主要優點
隔離某些物質，防止陰極與陽極產物之間發生反應。
用於物質的制備。
物質分離提純。
可以獲得清潔能源氫氣。
⑺ 鋰電池有什麼優點
鋰還是製造高能電池的重要原料。1977年國際上出現了一種硬幣形的鋰電版池，直徑23毫米，厚權2.5毫米，還不到5分硬幣那麼大，很適合微型、薄型化的電子儀器使用。這種鋰電池用於耗電量低的液晶顯示的桌式電子計算機，可以連續使用5～10年而不必更換。用鋰電池來開動汽車，費用低，不會污染大氣。
⑻ 鋰離子電池的優點
與其它充電電池不同，鋰離子電池的容量會緩慢衰退，與使用次數有關，也與溫度有關。這種衰退的現象可以用容量減小表示，也可以用內阻升高表示。
因為與溫度有關，所以在工作電流高的電子產品更容易體現。用鈦酸鋰取代石墨似乎可以延長壽命。 儲存溫度與容量永久損失速度的關系： 充電電量 儲存溫度0℃ 儲存溫度25℃ 儲存溫度40℃ 儲存溫度60℃ 40%～60% 2%/年 4%/年 15%/年 25%/年 100% 6%/年 20%/年 35%/年 80%/6月 隔離電芯正、負極片，以防止卷芯內部正、負極片直接接觸造成短路；從微觀角度看，隔膜表面為網狀結構，通常有PP、PE之分，也有PE、PP復合在一起的。
區分隔膜通常按厚度、寬度進行劃分，鋁殼鋰離子電池使用的隔膜厚度通常為16um、18um、20um等，動力電池使用的隔膜厚度以30um以上為主流。
若按形狀區分則有卷狀、條狀之分。卷狀隔膜就是將裁剪好寬度的隔膜卷在一個紙筒上，供客戶自行裁剪隔膜單條長度（形狀與透明膠相似）。條狀隔膜則由供應商按客戶提供的長、寬、厚等參數，直接裁剪好成條狀的隔膜。卷狀隔膜的優點在於通用性強，但需增加人力進行裁剪，條狀隔膜優點在於無需人力裁剪即可使用，但是通用性不強。
隔膜在電池內部溫度過高時還能融化，以防止電池爆炸。當電池內部溫度達到130℃（鋰離子電池國家標准gb18287-2000）以上時，隔膜的網狀孔將閉合，阻止鋰離子通過升高內阻(至2kΩ)，以達到阻止電芯內部溫度繼續升高的作用，從而保護電芯產生爆炸的危險。
排氣孔、隔膜一旦激活，電池將永久失效。
鋰電池鼓殼
鋰是化學周期表上直徑最小也最活潑的金屬。體積小所以容量密度高，廣受消費者與工程師歡迎。但是， 化學特性太活潑，則帶來了極高的危險性。鋰金屬暴露在空氣中時，會與氧氣產生激烈的氧化反應而爆炸。 為了提升安全性及電壓，科學家們發明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結構，形成 了奈米等級的細小儲存格子，可用來儲存鋰原子。這樣一來，即使是電池外殼破裂，氧氣進入，也會因氧分 子太大，進不了這些細小的儲存格，使得鋰原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。
鋰離子電池的這種原理，使得 人們在獲得它高容量密度的同時，也達到安全的目的。 鋰離子電池充電時，正極的鋰原子會喪失電子，氧化為鋰離子。鋰離子經由電解液游到負極去，進入負 極的儲存格，並獲得一個電子，還原為鋰原子。放電時，整個程序倒過來。為了防止電池的正負極直接碰觸 而短路，電池內會再加上一種擁有眾多細孔的隔膜紙，來防止短路。好的隔膜紙還可以在電池溫度過高時， 自動關閉細孔，讓鋰離子無法穿越，以自廢武功，防止危險發生。
⑼ 薄膜太陽能電池與晶硅電池各有什麼優點、缺點
當然是硅薄膜了。
非晶硅(a-Si)太陽電池是在玻璃(glass)襯底上沉積透明導電膜(TCO)，然後依回次用等離子體反應沉積p型、答i型、n型三層a-Si，接著再蒸鍍金屬電極鋁(Al).光從玻璃面入射，電池電流從透明導電膜和鋁引出，其結構可表示為glass/TCO/pin/Al，還可以用不銹鋼片、塑料等作襯底。