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质子交换膜燃料电池
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质子交换膜燃料电池，又称为固态聚合物电解质燃料电池（Solid Polymer Electrolyte Fuel Cell，SPEFC）或聚合物电解质膜燃料电池（Polymer Electrolyte Membranes Fuel Cell，PEMFC），是一种新型清洁能源发电装置，其研制始于上世纪 60 年代，最初由通用电气公司专门为美国国家航空航天局设计制造，应用于后者双子星座飞船计划中。随着 PEMFC 制造及相关控制技术不断发展，如今其不仅在航天、军事等特殊领域有突出应用，更在分散电站，电动汽车，移动电源等方面显示出独特优势。
质子交换膜燃料电池的核心组件就是所谓的质子交换膜，学名叫全氟磺酸质子交换膜，目前主要商业引用的是美国杜邦公司开发的Nafion系列膜，其他公司的产品则有..朝日化学的Aciplex膜、美国Dow公司的Dow膜等。
它起到传输离子的电解质的作用，只不过和我们通常概念中的电解液不同，它是固态的。因而，在质子交换膜燃料电池中，它允许质子通过，但隔断阴阳极反应物，防止氢气和氧气直接接触发生反应（如果氢气氧气直接接触就会燃烧，电子就不会通过外电路了）。
全氟磺酸型质子交换膜是由碳氟主链构成疏水的骨架，侧链的磺酸根则具有亲水性，这个疏水∕亲水的微相分离结构既具有良好的机械性能和化学稳定性又可以为质子传导提供通道。另一方面，由于氟原子具有的强吸电性使侧链的磺酸根酸性增强，因此，全氟磺酸型质子交换膜具有高的电导率。
在中心的质子交换膜两边则是催化剂层，一般使用铂金和碳组合制成，正因为需要使用铂金，燃料电池价格始终高昂。虽然致力于其他替代材料，但他们的催化效果并不如Pt/C更好。
再往外就是气体扩散层和双极板。气体扩散层的作用是让参与反应的气体（氢气、氧气）更好的与催化剂接触，从而获得更好的反应速度与效率，减少损失。和内燃机通过高压喷射燃油提高燃油的雾化效果类似。
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