1. 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
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，陰離版子就不行權。
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
2. 離子交換膜的作用是什麼
離子交換膜的作用是可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置的淡化程度可達一次蒸餾水純度。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。
離子交換膜也可應用於甘油、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。此外，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。
3. 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。
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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
4. 燃料電池分為哪幾種
可以按燃料類型分類，或者工作溫度分類，但一般都是以電解質的類型來分類的，可分為鹼性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質子交換膜燃料電池(PENFC)五大類。
目前，有5種已知的燃料電池類型。其名稱與採用的相應的電解質有關。
（1）鹼性燃料電池（AFC）——採用氫氧化鉀溶液作為電解液。
這種電解液效率很高（可達60一90％），但對影響純度的雜質，如二氧化碳很敏感。因而運行中需採用純態氫氣和氧氣。這一點限制了將其應用於宇宙飛行及國際工程等領域。
（2）質子交換膜燃料電池（PEMFC）採用極薄的塑料薄膜作為其電解質。這種電解質具有高功率一重量比和低工作溫度。是適用於固定和移動裝置的理想材料。
（3）磷酸燃料電池（PAFC）採用200℃高溫下的磷酸作為其電解質。很適合用於分散式的熱電聯產系統。
（4）熔融碳酸燃料電池（MCFC）的工作溫度可達650℃。這種電池的效率很高，但材料需求的要求也高。
（5）固志氧燃料電池（SOFC）採用的是固態電解質（鑽石氧化物），性能很好。他們需要採用相應的材料和過程處理技術，因為電池的工作溫度約為1000℃。
5. 新型電池除了「氫鎳電池還有哪幾種，這些電池有哪些領先優勢跟特點
當今世界，隨著環境保護問題越來越受到人類社會的重視，使微型固體分子燃料電池露出曙光。以前，燃料電池的研究與開發一直處於摸索階段，雖然在個別工廠里進行，但是進展顯得非常緩慢。最先投入研究與開發的是歐美國家的一些風險企業，日本攜帶型電子設備製造廠家緊跟其後，並且緊追不舍，這些企業大力推進燃料電池的開發，大膽採用新材料，相繼獲得突破性進展。
（1）培根型氫氧燃料電池
該電池以氫氣作燃料，氧氣為氧化劑。採用雙層多孔燒結鎳作負極，用鋰鹽和鎳鹽處理過的雙層多孔燒結鎳作正極，以80％的高濃度氫氧化鉀作電解質。在250℃溫度下工作，電性能比較好，轉換效率也較高。但其採用帶運動部件的氫氣循環排水系統，結構復雜，體積笨重，比功率較低。還存在腐蝕性問題，影響了培根型氫氧燃料電池的壽命。
（2）離子交換膜氫氧燃料電池
它是以氫氣作燃料、用氧氣作氧化劑的另一種燃料電池。將鉑黑塗在金屬網上作為正電極和負電極，採用離子交換膜作電解質。其特點是其有「燈芯」排水系統、結構簡單、體積較小、重量輕、比功率也較高。但是，它採用的離子交換膜的電阻較大，電池的電流密度比較小；需貴金屬作催化劑，限制了它的用途。
（3）石棉膜氫氧燃料電池
該電池又稱毛細膜燃料電池。燃料與氧化劑分別為氫和氧，用鉑等催化的燒結鎳或多孔碳作負極，多孔銀作正極。電解液為35％的氫氧化鉀。可採用氫氣循環動態排水系統，也可採用可靠的、適應空間環境的靜態排水系統。單體電池性能介於離子交換膜氫氧燃料電池和培根型氫氧燃料電池之間，奉命較長。這3種燃料電池可用於載人飛船、燈塔、潛艇、無人氣象站、電視差轉台和一些軍事通信設備等。
（4）氨空氣燃料電池
它是以氨作燃料、空氣作氧化劑的一種燃料電池。又分為直接使用氨和間接使用氨的兩樣類型，前者的性能遠遠低於氫氧燃料電池；後者採用氨裂解產生的氫氣作燃料，負電極用硼化鎳催化的塑料粘結電極，正極用銀催化的塑料粘結電極。電解液為氫氧化鉀。特點是燃料便宜，易於貯存，可以應用於微波通信中繼站等領域。
（5）高溫固體電解質燃料電池
這類電池是以氫氣作燃料、氧氣作氧化劑的高溫燃料電池。採用多孔鉑作為電極，將鉑塗在電解質管的內外壁上，一般是內壁作負極，外壁作正極。電解質有氧化鋯、氧化鈣、三氧化二釔的混合物，工作溫度高。特點是電流密度大，比功率高，為常溫燃料電池的3倍。但是其電解質較脆，組合成比較大的電池組有一定的困難，需要使用貴金屬作催化劑，存在高溫腐蝕等問題。
（6）高溫熔融碳酸鹽燃料電池
該電池屬於高溫燃料電池的一種。它以烴類化合物如天然氣、甲醇或汽油等裂解生成的氫和一氧化碳為燃料，空氣作為氧化劑。負電極通常採用燒結鎳，正電極除了用氧化鎳或氧化銅外，也有用銀電極的。電解質為熔融碳酸鈉和碳酸鉀的混合物。特點是能消除二氧化碳的排除問題，可以採用非貴金屬催化劑和廉價有機化合物作燃料。但是，存在固體碳沉積物毒化電極，高溫引起的材料腐蝕、燃料的化學裂解以及電解質的使用壽命等問題。
（7）有機化合物空氣（氧）燃料電池
這一類電池是用有機化合物如甲醇、肼、烴和天然氣等作燃料，以空氣或氧作氧化劑的燃料電池。有機化合物分為直接使用的和裂解後使用的兩類。直接使用燃料的電池採用燒結金屬鎳電極、多孔碳電極或者塑料粘結電極，負極一般用硼化鎳、鎳或鉑、鈀催化，正極用鉑、鈀或銀、碳催化。選用氫氧化鉀、磷酸或硫酸作電解質。主要有肼空氣（氧）和甲醇空氣（氧）燃料電池。特點是燃料一般為液體，濃差極小，材料易於儲存與運輸。甲醇電池的性能相對較差，適宜於作小功率的電源。主要應用於通信機、中繼站、電視轉播站、浮標、燈塔和無人值守氣象站等。使用燃料裂解後的電池，其特點是採用廉價的有機燃料，但需要裂解裝置，體積較大。
（8）微型聚合物電解質燃料電池
這種電池採用碳納米管結構。該碳納米管被命名為納米角（nanohorn），其材料性質比現在使用的活性碳優越。如果許多納米管群聚在一起，形成直徑大約為100nm的聚合體。因為這些聚合體的形狀不規則，呈現出角狀，所以被命名為「納米角」。在燃料電池中使用此類聚合體作為電極，不僅能夠擴大表面面積，而且氣體和液體都能很容易地滲透，因此能提高電極的效率。
在碳納米角結構上形成的鉑催化劑顆粒尺寸，與採用常規的活性碳作電極支撐所形成的鉑催化劑顆粒相比，大約可以縮小一半。催化劑顆粒尺寸的大小，是影響燃料電池性能的一個重要因素。在用激光融化形成碳納米角過程中，同時蒸發鉑催化劑，鉑顆粒就依附在碳納米角的表面。這種方法不再採用復雜的傳統濕法工藝。日本NEC公司開發的這項技術,不僅是燃料電池技術的進步，而且是納米自組裝技術的首次實際應用。微型聚合物電解質燃料電池如果採用碳納米管結構，提供的電池容量與鋰電池相比，可以高出10倍以上。廣泛採用這種結構，為全球開發先進移動電子裝置進一步創造了條件。
美國EnergyRalatedDevices公司和ManhatanScientifics公司的聯合集團用燃料電池開拓行動電話機市場。這兩家公司試制的燃料電池，體積是火柴盒的一半。這是通過對結構材料等採取措施而實現的，因為結構簡單，所以價格能降低到?5左右。當注入42g的甲醇燃料時，行動電話的通話時間為100h，等待接收時間達41d。由於小型燃料電池是與半導體集成電路一起應用，系統結構受到特殊約束。在攜帶型電子設備里應用的燃料電池，必須是高密度裝配的。最為突出的系統結構部件，堪稱是電解質膜和電極一體化的結構。它的優點是便於大規模地製造平板型燃料電池組。
小型燃料電池將於2005年在攜帶型信息設備中應用，在汽車和住宅供電系統中，燃料電池也將相繼實用化。預計2005年以後，燃料電池技術將進一步成熟，2010年是燃料電池廣泛普及應用的一年。分散供電是人類的理想，燃料電池的出現為實現這一理想提供了條件。屆時，人們將真正開始跨入分散供電的新時代。燃料電池的應用具有廣闊的發展前景。