Membranelektroden (membranelektrodmontering, MEA) är kärnkomponenten i protonbytesmembranets bränslecell. Den är gjord av tre delar: protonbytesmembran (PEM), katalysatorskikt (CL) och gasdiffusionsskikt (GDL).
MEA:s struktur
Vilken funktion har gasdiffusionsskiktet i MEA?
Luftstyrning och dräneringsfunktion
I PEMFC-membranelektroden spelar gasdiffusionsskiktet huvudsakligen rollen som transport av gas och fukt och är ansvarigt för att leda vätet och syret i den bipolära plattan till det katalytiska skiktet, vilket ger tillräckligt med gas för att det katalytiska skiktet ska reagera; på samma gång. Vattnet som genereras i processen överförs till den bipolära plattan för att förhindra att produkten ackumuleras i det katalytiska skiktet och hindrar reaktionens fortsatta fortskridande. Därför måste diffusionsskiktet vara ett poröst material med god luftgenomsläpplighet och goda dräneringsegenskaper.
Ledande och stödjande funktion
Diffusionsskiktet måste ha god elektronisk konduktivitet, så att elektronerna som genereras från det katalytiska skiktet kan passera genom diffusionsskiktet smidigt och flytta till den bipolära plattan. Utöver dessa huvudfunktioner ger diffusionsskiktet även en viss stödstyrka för membranelektroden, och diffusionsskiktet är den tjockaste delen av membranelektroden, vanligtvis större än 100 μm.
Gasdiffusionsskiktet är huvudsakligen tillverkat av metallsintrad filt (titanfilt eller nickelfilt) som råvara, med en porositet på 60 procent till 80 procent. Efter hydrofob behandling bildas hydrofila kanaler och hydrofoba kanaler. De hydrofila kanalerna kan omvandla katalysatorskiktet. Vattnet i den bipolära plattan leds in i den bipolära plattan, medan de hydrofoba kanalerna tillhandahåller transportvägar för gasdiffusion.
sintrad nickelfilt
sintrad titanfilt
