电池膜
“863”计划固体氧化物燃料电池(SOFC)项目经过对新型中温固体氧化物陶瓷膜燃料电池的长期研制,把陶瓷膜制备技术开拓应用于SOFC的制作,把通常SOFC的高温(1000~900℃)拓延到中温阶段(700~500℃)。中国科技大学无机膜研究所已经研制成功的新型中温陶瓷膜燃料电池,是一种以陶瓷膜作为电解质的燃料电池。电池部件薄膜化以后,降低了电池的内阻,提高了有用功率的输出,不需要高温的条件下实现了中温化,操作温度降到700~500℃。这种新型燃料电池继承了高温SOFC的优点,同时降低了成本。此类陶瓷膜燃料电池具有广阔的应用前景。
膜分离技术展望当前,膜分离技术已获得巨大的进展,但它毕竟还是处于上升发展阶段,还有许多工作要我们去做。21世纪的膜科学与技术将进一步改进、完善已有的膜过程,不断探索和开拓新的过程与材料,并不断扩充原有的应用领域,使膜技术发挥发挥更大的作用。
★ 展望之一
我们要致力于将新兴的膜分离技术与传统的工艺技术有机的结合起来,不断将膜技术的研究成果从实验室推向产业化应用。
★ 展望之二
我们要致力于研究新的膜材料,开发研究新的聚合膜材料。
★ 展望之三
我们要致力于研究开发新的成膜工艺,进一步制备超薄、高度均匀、无缺陷的非对称膜皮层技术与工艺。
★ 展望之四
我们要致力于将无机膜的发展推向前。无机膜由于拥有其他聚合物膜所无法具有的一些优点,如:无机膜具有耐酸、碱、耐有机溶剂,化学稳定性好,机械强度大,抗微生物污染能力强,耐高温,孔径分布窄,分离效率高等,而受到学术界和工业化应用越来越多的重视。在以后的发展过程中,研究无机膜的新材料、新工艺是必然的趋势。
★ 展望之五
无论在学术上还是工业化应用当中,微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、气体分离、渗透汽化等课题的研究都将是重中之重。
膜分离是在20世纪初出现,20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
膜可以是固相、液相、甚至是气相的。用各种天然或人工材料制造出来的膜品种繁多,在物理、化学、生物性质上呈现出各种各样的特性。一直以来,膜的概念都没有明确的定义,从事不同领域研究的专家们对于膜的定义理解并不完全相同,不过表达的基本意思是一样的。1984年,Lakshminarayanaiah把膜广义地定义为“起栅栏作用,阻止块体移动而允许一个或几个物类有序通过的相”。膜从广义上可定义为两相之间的一个不连续区间。这个区间的三维量度中的一度和其余两度相比要小的多。
大多数人会认为,膜离我们的生活非常遥远。其实不然,膜分离技术非常贴近我们的日常生活。如水、果汁、牛奶、保健品、中药、茶食品、饮料、调味品等我们随时可能接触到的,都会用到膜分离技术。
随着国民经济的迅速发展,膜分离技术的应用领域不但会越来越广泛,而且其会被越来越多的人认识和接受。据初步统计,2001年全世界膜和膜组件的销售额已接近80亿美圆,成套设备和膜工程的市场则已达到数百亿美圆,而且每年还在以10%~20%的幅度递增,显示出这一新兴产业的广阔前景。