雄韜股份電堆生產線

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B. 為什麼膜電極是燃料電池(氫能源)汽車的核心部件

什麼是膜電極？為什麼它是燃料電池（氫能源）汽車的核心部件？

關鍵詞：燃料電池、氫能源、新能源汽車

從下面的燃料電池制備工藝流程圖中可以看出膜電極是PEMFC的電化學反應場所，是燃料電池的核心部件。

PEMFC的核心組件就是膜電極（MembraneElectrodeAssembly，MEA），它一般由質子交換膜、催化層與擴散層3個部分組成所謂的「三合一結構」。PEMFC的性能由MEA決定，而MEA的性能質子交換膜性能，擴散層結構以及催化層材料與性能，還有MEA本身的制備工藝所決定。

膜電極是具有三合一結構的組件，它由擴散層，催化層和質子交換膜組成。擴散層為反應氣體提供傳質通道，還起到集流體的作用，通常採用石墨化碳紙或碳布。

膜電極MEA一般的制備過程是：在Pt／C催化劑中加入一定量溶劑、粘結劑(如PTFE)f[INation溶液，經超聲波混合製成電催化劑漿料，採用噴塗或壓延技術在碳紙上均勻塗上催化劑製成多孔電極。然後將電極在質子交換樹脂溶液中浸漬片刻，經真空乾燥，再在一定的條件下熱壓於電解質膜上形成MEA。其中公開的一種膜電極制備方法如下：供參考

1.稱取一定量的Pt/C催化劑，置於潔凈的小燒杯中。

2.加入一定量的蒸餾水和異丙醇，在超聲波清洗器中，超聲振盪一定時間。

3.之後滴加一定量5%質量濃度的Nafion溶液，繼續超聲一定時間。

4.將超聲後的懸浮液置於烘箱中，在一定溫度下乾燥一定時間至懸浮液呈膏狀。

5.將膏狀物均勻塗覆於碳紙表面，之後在塗覆好的催化劑表面塗刷一定量的Nafion溶液，置於烘箱中乾燥30min。

6.將兩片塗有催化劑的碳紙與質子交換膜置於熱壓機模具中，在一定溫度和壓力下熱壓成型。

7.將成型的膜電極置於濕潤環境中備用。

關於燃料電池（氫能源燃料電池）在技術上，國內外取得了巨大突破，但是質子交換膜燃料電池要實現的實現商業化必須降低電池材料及部件的成本。還必須在高性能Pt／C催化劑的制備、膜電極的制備上進行深入研究，2019年美錦能源等上市公司宣布膜電極生產線已具備量產條件，國內也有企業申請相關發明專利，希望我國在燃料電池方面不斷前進，努力超越。