Тековен развој на електроди на мембраните на горивни ќелии

Мембранската електрода (MEA) е основна компонента на горивната ќелија, која се состои од слој за дифузија на гас, слој на катализатор и мембрана за размена на протони. Тоа не е само место на повеќефазен пренос на материјал, туку и место на хемиска реакција на горивната ќелија. Тоа има директно влијание врз севкупните хемиски перформанси на батеријата, а нејзината цена изнесува 70% од цената на реакторот.Така, мембранската електрода е позната и како „срцето“ на „чипот“ на горивни ќелии.

Општо земено, идеалните мембрански електроди треба да имаат висока густина на моќност, ниско оптоварување на платина, долга издржливост и работен век и други карактеристики на изведба. Министерството за енергетика на САД бара издржливоста на електродите на мембраната на возилото да биде ¥5000 часа до 2020 година.Густина на моќност â¥1 W/cm2 номинална моќност.

Во однос на секоја компонента на мембранската електрода, мембраната за размена на протони (ПЕМ) е главно мембрана на перфлуоросулфонска киселина, додека другите композитни мембрани, високо селективни мембрани, мембрани модифицирани со графин, мембрани со висока температура и алкални мембрани сè уште се во фаза на истражување, кои се истражувачкото жариште и граничната насока во последниве години.

Катализаторот е главно на база на платина. Во моментов, главниот каталитички слој е платина-јаглероден катализатор, кој е потпорен катализатор поддржан од платина на активен јаглен.Сепак, бидејќи платината е благороден метал со оскудни ресурси и висока цена, развојот на катализатор со ниска платина и катализатор на нескапоцени метали без платина се смета за клучна насока за претпријатијата со мембрански електроди во иднина.

Слојот за дифузија на гас е во сендвич помеѓу слојот на катализаторот и мембраната за размена на протони, која ја игра улогата на спроводливост, дисипација на топлина и одводнување. Составен е од микропорниот слој и од потпорниот слој. Микропорниот слој е составен од саѓи и хидрофобно средство, а материјалот на потпорниот слој е главно карбонска хартија.

Постојат четири главни процеси на подготовка на мембранската електрода, кои се метод на топло пресување, метод на градиент, CCM и нарачка.Меѓу нив, CCM усвојува директно премачкување од серпентина, печатење на екран, прскање и други методи за прво обложување на катализаторот од двете страни на мембраната за размена на протони за да се формира CCM, а потоа топло притискање на слојот за дифузија на гас од двете страни на CCM за формирајте ја филмската електрода, која е најшироко користена и комерцијално најзрела метода за подготовка на пазарот во моментов