MEA膜電極：燃料電池膜電極組件的未來(lái)發(fā)展方向

燃料電池中的膜電極主要包括質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴(kuò)散層(GDL)(用CCM法制備)，有時(shí)根據(jù)GDL負(fù)載的催化劑不可將GDL歸為膜電極。本文綜述了各膜電極組件的研發(fā)進(jìn)展及國(guó)內(nèi)外研究單位。在氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的上游技術(shù)中，除了制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)輸和加氫外，還包括電解質(zhì)膜、催化劑、雙極板、氣體擴(kuò)散層、空氣壓縮機(jī)、水泵、氫泵等燃料電池的關(guān)鍵材料和部件。MEA膜電極

質(zhì)子交換膜是燃料電池的核心部件和關(guān)鍵材料。它的作用是只讓陽(yáng)極失去電子的氫離子(質(zhì)子)通過(guò)陰極，但阻止電子、氫分子、水分子等通過(guò)。MEA膜電極

從通過(guò)，所以它需要以下特性:(1)高導(dǎo)電性(高挑選性離子傳導(dǎo)代替電子傳導(dǎo))；(2)良好的化學(xué)穩(wěn)定性(耐酸堿性和氧化還原能力)；(3)熱穩(wěn)定性好；(4)良好的力學(xué)性能(如強(qiáng)度、柔韌性)；(5)反應(yīng)氣體透氣性低，水的電滲系數(shù)?。?6)機(jī)械加工性好，價(jià)格合適。MEA膜電極

質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的核心部件，全氟磺酸膜是其主要組成部分。目前，本地化進(jìn)程正在加快。全氟磺酸膜具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、高濕度下電導(dǎo)率高的優(yōu)點(diǎn)，但也有一些缺點(diǎn):溫度升高時(shí)質(zhì)子電導(dǎo)率變差，高溫下容易發(fā)生化學(xué)降解，單體合成困難，成本高。因此，各種機(jī)構(gòu)也在研究其他類型的膜，包括復(fù)合膜、高溫膜和堿性膜。MEA膜電極

目前質(zhì)子交換膜的主流趨勢(shì)是全氟磺酸增強(qiáng)復(fù)合膜，逐漸趨向于更薄，從幾十微米到十幾微米，下降質(zhì)子轉(zhuǎn)移的歐姆極化達(dá)到更高的性能。開(kāi)發(fā)低鉑、高反應(yīng)效率的CCM催化薄膜電極是質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)展的一個(gè)重要技術(shù)方向。MEA膜電極