MEA膜电极性能

2021-12-01

燃料电池中的MEA膜电极主要包括质子交换膜、催化剂以及气体扩散层（GDL，采用CCM方法制备）。有时，由于GDL上负载的是催化剂，这类GDL无法被归类为MEA膜电极。本文综述了国内外各膜电极组件的研究与开发进展，以及相关研究单位的最新动态。

燃料电池中的MEA膜电极主要包括质子交换膜、催化剂以及气体扩散层（采用CCM方法制备），有时根据GDL所负载的催化剂性质，GDL并不被归类为MEA膜电极。本文综述了国内外各膜电极组件的研究与开发进展，以及相关研究机构的最新动态。在氢燃料电池产业链的上游技术环节中，除了制氢、储氢、运氢和加氢等环节外，还涵盖了电解质膜、催化剂、双极板、气体扩散层、空气压缩机、水泵及氢气泵等关键材料与核心部件。

质子交换膜是燃料电池的核心部件和关键材料。MEA膜电极的作用是仅允许从阳极失去电子的氢离子（质子）穿过至阴极，同时有效阻止电子、氢分子、水分子等通过。

MEA膜电极组件（MEA），也译为膜电极，是燃料电池研发中的关键部件。膜电极与两侧的双极板共同构成一个独立的燃料电池单体，而单体则是燃料电池的基本单元。在实际应用中，可根据设计需求，将多个单体电池组合成燃料电池反应堆，以满足不同规模的功率输出要求。

MEA膜电极形成了良好的电子通道。MEA中的碳催化剂是优秀的电子导体，但Nafion和PTFE的存在会对电导率产生一定影响。在确保离子和气体传导性能的同时，还应兼顾电子传导特性，从而全面提升MEA的整体性能。MEA膜电极具有高质子传导性，能有效阻隔氢气和氧气，防止两者相互串通，并展现出优异的化学稳定性、热稳定性和抗水解能力。