膜电极组件

膜电极组件(MEA)是质子交换膜(PEM)或碱阴离子交换膜(AAEM)、催化剂和平板电极的组装堆栈，用于燃料电池和电解槽。

PEM夹在两个电极之间，其中嵌入了催化剂。电极通过PEM彼此电绝缘。这两个电极分别构成阳极和阴极。PEM通常是含氟聚合物(PFSA)质子可渗透电绝缘体屏障。目前正在开发碳氢化合物变体，预计将取代含氟聚合物。该屏障允许质子通过膜从阳极传输到阴极，但迫使电子绕着导电路径行进到阴极。最常用的NafionPEM是NafionXL、112、115、117和1110。电极被热压到PEM上。这些电极常用的材料是碳布或碳纤维纸。NuVant生产一种称为ELAT的碳布，它可以xxx限度地向PEM输送气体，并将水蒸气从PEM中移走。用贵金属催化剂嵌入ELAT使这种碳布也可以用作电极。还存在许多其他不同的方法和程序来生产MEA，它们在燃料电池和电解槽之间非常相似。铂是最常用的催化剂之一，但也使用其他铂族金属。如果一氧化碳(CO)是电化学反应的产物，则钌和铂通常会一起使用，因为CO会毒化PEM并影响燃料电池的效率。由于这些材料和其他类似材料的高成本，正在研究开发使用低成本材料的催化剂，因为高成本仍然是燃料电池技术在经济上得到广泛接受的阻碍因素。目前在循环条件下的使用寿命为7,300小时，同时铂族金属负载量降至0.2mg/cm2。

目前，大多数制造MEA的公司只专注于大批量生产，例如WLGore&Associates、庄信万丰、3M、WUTenergy和IonPower。然而，有许多公司生产定制或少量的MEA，也允许评估不同的形状、催化剂或膜，其中包括FuelCellStore、FuelCellsEtc、HIATgGmbH、IonPower等。